HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 63 HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan dan Hasil Tegakan Hutan Tanaman Hibrid Eucalyptus urograndis Model PertumbuhanTegakan Hibrid E. urograndis Rotasi 1 dan 2 Pertumbuhan diartikan sebagai pertambahan dimensi pohon atau tegakan hutan selama periode waktu tertentu (Vanclay 1994). Pertumbuhan tegakan merupakan proses pertambahan (riap) dari suatu besaran tegakan dalam periode tertentu. Besaran pertumbuhan atau riap tegakan dapat dilihat dari parameter tinggi, diameter atau volume. Oleh karena itu, dinamika pertumbuhan tegakan dapat diduga dengan menggunakan suatu model matematis berupa hubungan antara parameter-parameter pertumbuhan: diameter, tinggi dan volume atau luas bidang dasar dengan umur. Model matematis yang disusun dapat digunakan untuk memproyeksikan hasil tegakan yang akan dipanen di akhir rotasi. Dari data dimensi tegakan pada Permanent Sample Plot (PSP) dengan jarak tanam 3 x 3 meter yaitu tinggi, diameter dan volume setiap umur tegakan (Lampiran 2) dibuat kurva hubungan antara tinggi, diameter dan volume dengan umur tegakan hibrid E. urograndis yang disajikan pada Gambar 13, 14 dan 15. Pertumbuhan Tinggi E. urograndis pada Rotasi 1 dan 2 Tinggi Total (m) Umur (tahun) R-1 R-2 Gambar 13 Kurva hubungan tinggi dengan umur tegakan hibrid E. urograndis.

2 64 Diameter (cm) Pertumbuhan Diameter E. urograndis pada Rotasi 1 dan Umur (tahun) R1 R2 Gambar 14 Kurva hubungan diameter dengan umur tegakan hibrid E. urograndis. Volume Tegakan E. urograndis pada Rotasi 1 dan (m 3 /ha) R-1 R ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Umur (tahun) Gambar 15 Kurva hubungan volume dengan umur tegakan hibrid E. urograndis. Terlihat hubungan yang linier antara tinggi, diameter dan volume dengan umur tegakan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin bertambah umur tegakan maka dimensi pertumbuhan semakin tinggi sampai umur 5 tahun baik pada rotasi 1 maupun rotasi 2. Grafik pertumbuhan tinggi dan diameter tegakan hibrid E. urograndis pada rotasi 1 dan 2 relatif sama dan terlihat berhimpitan. Model matematik pertumbuhan tinggi, diameter dan volume diatas dihitung berdasarkan model Alder (1980) dengan nilai koefisien determinasi (R 2 ) yang dapat dilihat pada Tabel 6.

3 65 Tabel 6 Model pertumbuhan tinggi (H), diameter (D) dan volume (V) tegakan hibrid E. urograndis Rotasi Persamaan R 2 (%) 1 Ln H = 3, ,70468 (1/A) Ln D = 2, ,34829 (1/A) Ln V = 6, ,0607 (1/A) 97,7 96,5 97,5 2 ln H = 3, ,02762 (1/A) ln D = 2, ,51973 (1/A) ln V = 6, ,78620 (1/A) 92,5 86,0 89,6 Pada umur 5 tahun sebelum ditebang tinggi tegakan rata-rata mencapai sekitar 20,3 m, rata-rata diameter 14,6 cm dan volume sekitar 159,69 m3/ha pada rotasi 1, sedangkan pada rotasi 2 tinggi rata-rata dapat mencapai 20,2 m, rata-rata diameter mencapai 14,5 dan volume mencapai 142,49, terjadi penurunan volume sebesar 17,2 m 3 /ha dari rotasi 1 ke rotasi 2. Hal ini dikarenakan jumlah pohon yang mati sampai umur 5 tahun pada rotasi 2 lebih besar daripada rotasi 1 yaitu pada rotasi 1 kematian pohon mencapai 3,4 % sedangkan pada rotasi 2 sebesar 9 %. Jumlah pohon yang mati pada rotasi 2 lebih besar dibanding pada rotasi 1 dikarenakan terjadi penurunan kualitas tapak pasca tebangan rotasi 1, sedangkan pupuk yang diberikan pada awal rotasi 2 relatif sama dengan pada awal rotasi 1 sehingga meningkatkan jumlah pohon yang mati. Kualitas tapak yang rendah dapat menurunkan tingkat survival suatu jenis tanaman. Apabila kita bandingkan dari data PSP dengan data TSP tentang tingkat kematian yang terjadi, maka pada plot TSP tingkat kematian rata-rata secara operasional sebesar 19% sampai tegakan berumur 5 tahun (lihat: Bab keadaan umum lokasi penelitian) dan lebih besar dari tingkat kematian pada plot TSP di atas. Hal ini kemungkinan disebabkan perbedaan perlakuan dalam menjaga dan memelihara antar plot PSP dan TSP yang terjadi karena seringnya pemantauan dalam rangka pengukuran secara periodik di plot PSP. Pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa semua persamaan model pertumbuhan yang dihasilkan mempunyai nilai koefisien determinasi (R 2 ) yang tinggi yaitu nilai R 2 lebih dari 96% pada rotasi 1 dan lebih dari 85% pada rotasi 2. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa persamaan-persamaan model pertumbuhan

4 66 tinggi, diameter dan volume untuk hibrid E. urograndis pada rotasi 1 dan 2 mempunyai kriteria sebagai model yang baik dan dapat digunakan. Model yang baik adalah model yang cukup sederhana, mudah untuk dianalisis, mudah di terapkan dan mempunyai ketepatan pendugaan yang cukup tinggi (Latifah 2000). Perbandingan hasil penelitian ini dengan hasil penelitian terdahulu tentang model pertumbuhan salah satu jenis tetuanya E. urophylla yang diusahakan secara komersil di tempat yang sama (Darwo 1999) menunjukkan bahwa potensi volume jenis hibrid E. urograndis lebih besar untuk umur yang sama. Model pertumbuhan jenis E. urophylla adalah tinggi : H = e 2, e -1,32222/A, diameter : D = e 2,64756.e -1,91553/A dan volume : V = e 5, e -4,14016/A. Menurut Chapman dan Meyer (1949); Spurr (1952); dan Alder (1980), pada umumnya model pertumbuhan dari data pertumbuhan dimana pengamatan pada suatu umur terpisah dengan umur lainnya maka akan diperoleh grafik pertumbuhan yang lebih tegak dibandingkan grafik pertumbuhan sebenarnya. Uji kesahihan model dilakukan dengan menggunakan data dari petak tidak permanen (TSP), yang dapat dilihat pada Lampiran 3. Penilaian uji kesahihan model berdasarkan pada nilai koefisien determinasi terkoreksi (R 2 adj), khikuadrat dan efisiensi model tereduksi (MEF adj), dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7 Uji kesahihan model pertumbuhan hibrid E. urograndis Persamaan Rotasi 1 Rotasi 2 R2 adj χ 2 χ 2 tab MEF adj R 2 adj χ 2 χ 2 tab MEF adj Tinggi 0,789 0,15 6,57 0,932 0,893 0,03 0,71 0,941 Diameter 0,888 0,12 6,57 0,939 0,909 0,04 0,71 0,959 Volume 0,853 1,28 6,57 0,927 0,887 0,09 0,71 0,981 Persamaan model pertumbuhan tinggi, diameter dan volume jenis E. urograndis selaras atau sama dengan kecenderungan bentuk pertumbuhan sebenarnya baik untuk rotasi 1 maupun rotasi 2 di lokasi sektor Aek Nauli. Hal tersebut dilihat dari nilai determinasi terkoreksi sebesar > 78 % untuk rotasi 1 dan > 88% untuk rotasi 2; nilai khi-kuadrat χ 2 < χ 2 tabel ( tidak berbeda nyata) dan nilai MEF adj sekitar 92% - 93% untuk rotasi 1 dan 94% - 98% untuk rotasi

5 67 2. Hal ini berarti pula bahwa model persamaan yang dihasilkan dalam penelitian ini sahih dan dapat digunakan untuk menggambarkan perkembangan tinggi, diameter dan volume tegakan hutan tanaman E. urograndis di daerah Aek Nauli atau minimal di daerah lain yang kondisi lingkungannya sama atau hampir sama dengan lokasi penelitian. Pendugaan Volume dan Daur Volume Maksimum Tegakan E. urograndis Berdasarkan model pertumbuhan (Tabel 6), maka pendugaan volume dan riap tegakan (MAI dan CAI) hibrid E. urograndis disajikan pada Tabel 8. Dalam penelitian ini yang dimaksud volume adalah volume kayu yang dipanen dan diangkut ke pabrik dengan ukuran diameter batang sama dan atau lebih besar dari 5 centi meter, disebut juga volume kayu termanfaatkan (Hush et al. 2003). Tabel 8 Volume dan riap dugaan tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 dan 2. Umur (thn) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Volume (m 3 /ha) 0,02 2,79 15,05 34,99 58,04 81,33 103,49 123,99 142,71 159,69 175,08 189,04 201,71 213,24 Rotasi 1 Rotasi 2 MAI (m 3 /ha) 0,04 2,79 10,04 17,49 23,22 27,11 29,57 31,00 31,71 31,94 31,83 31,51 31,03 30,46 CAI (m 3 /ha) 0,04 5,54 24,53 39,87 46,10 46,58 44,32 41,00 37,43 33,97 30,78 27,91 23,07 25,34 Volume (m 3 /ha) 0,00 1,39 9,57 25,11 44,79 65,88 86,77 106,69 125,30 142,49 158,30 172,80 186,11 198,32 MAI (m 3 /ha) 0,01 1,39 6,38 12,56 17,92 21,96 24,79 26,67 27,84 28,50 28,78 28,80 28,63 28,33 CAI (m 3 /ha) 0,01 2,77 16,36 31,08 39,36 42,17 41,81 39,84 37,21 34,38 31,61 29,01 26,61 24,44 Dugaan volume tegakan hibrid E. urograndis siap tebang umur 5 tahun dapat mencapai sekitar 159,69 m 3 /ha dengan riap MAI sebesar 31,94 m 3 /ha pada rotasi 1 dan sekitar 142,49 m 3 /ha dengan riap MAI sebesar 28,50 m 3 /ha pada rotasi 2. Terjadi penurunan volume dari rotasi 1 ke rotasi 2 jika penebangan

6 68 dilakukan umur 5 tahun sebesar 10,8 % atau sebanyak 17,2 m 3 /ha. Berdasarkan tabel tegakan sementara untuk jenis Eucalyptus spp., pertumbuhan dikatakan baik jika pada umur 5 tahun volume mencapai 93 m 3 /ha dan riap MAI 18,6 m 3 /ha/tahun; dan pertumbuhan dikatakan jelek jika volume mencapai 27m 3 /ha dan riap MAI 5,4m 3 /ha/tahun (Puslitbang Hutan dan konservasi Alam 2000), sehingga pertumbuhan hibrid E. urograndis di PT Toba Pulp sektor Aek Nauli dalam penelitian ini termasuk katagori jenis dengan pertumbuhan baik karena pada umur 5 tahun dapat menghasilkan volume tegakan dan riap MAI yang lebih besar. Daur volume maksimum tegakan ditentukan berdasarkan titik potong antara kurva CAI dengan MAI karena merupakan daur dimana riap volume maksimal dapat dicapai. Kurva hasil perpotongan antara CAI dan MAI tegakan hibrid E. urograndis di PT Toba Pulp Lestari pada rotasi 1 dan rotasi 2 dapat dilihat pada Gambar 16 dan 17. Daur volume maksimum E. urograndis pada Rotasi 1 Riap (m3/ha/th) MAI CAI 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 Umur (Tahun) Gambar 16 Daur volume maksimum rotasi 1 hibrid E. urograndis

7 69 Gambar 17 Daur volume maksimum rotasi 2 hibrid E. urograndis. Riap volume tegakan hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli maksimum terjadi pada kisaran umur antara 5 6 tahun dimana pada umur tersebut terjadi perpotongan antara grafik MAI dan CAI. Pada rotasi 1 daur volume maksimum terjadi pada umur 5,4 tahun dengan riap volume tertinggi 31,85 m 3 /ha/tahun sehingga akan didapat volume sebesar 171,99 m 3 /ha, sedangkan untuk rotasi 2 daur volume maksimum terjadi pada umur 6 tahun dengan rata-rata riap volume tahunan sekitar 28,80 m 3 /ha/tahun sehingga akan didapat volume sebesar 172,8 m 3 /ha. Hal ini menunjukkan bahwa penetapan daur tebang 5 tahun pada rotasi 1 belum tepat karena volume yang dihasilkan masih bisa meningkat, begitu juga pada rotasi 2 penggunaan daur tebang 5 tahun tidak tepat karena akan menghasilkan volume yang lebih kecil sehingga terjadi penurunan hasil jika dibandingkan dengan hasil pada rotasi 1. Apabila kita bandingkan hasil volume dugaan hibrid E. urograndis dalam penelitian ini dengan tetua jenis E. urophylla pada umur sama dan di lokasi yang sama (Darwo 1999), dimana daur volume maksimum jenis E. urophylla terjadi pada umur 5 tahun dengan MAI sebesar 26,29 m 3 /ha/tahun dan volume tegakan sebesar 131,44 m 3 /ha, maka volume dugaan hibrid E. urograndis lebih tinggi 17,69 % setelah konversi dari tegakan E. urophylla menjadi tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1. Volume hibrid E. urograndis lebih tinggi diakibatkan oleh

8 70 perbedaan kualitas bibit secara genetik karena bibit E. urophylla yang digunakan berasal dari biji, sedangkan bibit hibrid E. urograndis berasal dari bibit vegetatif dengan klon unggul dimana gen baru lebih efisien dalam proses fisiologi sehingga lebih banyak karbohidrat yang dapat dikonversi ke jaringan tanaman. Menurut Hardiyanto (2009), kontribusi bibit unggul secara genetik pada produktivitas jenis E. grandis di Brazil dapat meningkat sebesar 15-20% dan jika benih unggul tersebut dibarengi dengan pemupukan Nitrogen dan pemeliharaan tanaman secara intensif maka kenaikan dapat mencapai 100%. Hasil penelitian terhadap jenis tanaman hibrid E. urograndis di negara lain, yang ditanam di Congo pada tanah miskin hara sampai umur 6 tahun dapat mencapai volume 158 m 3 /ha dengan riap tahunan 26 m 3 /ha/tahun (Laclau et al. 2005), sedangkan pada tanah subur produktivitas hibrid E. urograndis sangat tinggi dan memiliki riap tahunan rata-rata sebesar 70 m 3 /ha/tahun (Campinhos 1993). Hasil penelitian tegakan hibrid E. urograndis di Bahia, Brazil yang ditanam seluas ha pada ketinggian meter dari permukaan laut mempunyai riap rata-rata sekitar 30 m 3 /ha pada 3 jenis tanah (Oxisol berpasir, Ultisol berpasir dan Ultisol berlempung) dengan curah hujan <1000 mm/tahun. Pada curah hujan antara mm/tahun riap rata-rata tahunan dapat mencapai sekitar 37 m 3 /ha pada tanah Ultisol berlempung; 34 m 3 /ha pada tanah Ultisol berpasir dan sekitar 30 m 3 /ha pada tanah Oxisol berpasir. Pada lahan yang mempunyai curah hujan > 1200 mm/tahun riap rata-rata tahunan menjadi sekitar 58 m 3 /ha pada tanah Ultisol berlempung; sekitar 47 m 3 /ha pada tanah Ultisol berpasir dan sekitar 38 m 3 /ha pada tanah Oxisol berpasir (Stape et al dalam Fisher dan Binkley 2000). Menurut Gonçalves et al. (1997) pertumbuhan hibrid E. urograndis di Brazil pada tanah Ultisol sangat beragam dengan kisaran riap rata-rata tahunan pada umur 5 tahun sebesar m 3 /ha/tahun. Riap MAI hibrid E. urograndis di Aek Nauli hasil dalam penelitian ini dibandingkan dengan rata-rata riap untuk jenis yang sama di negara lain (APHI 2010) terlihat bahwa hibrid E. urograndis yang ditanam di Indonesia riapnya masih di bawah jenis yang ditanam di Brazil tetapi lebih tinggi dibanding dengan yang ditanam di Chile dan Uruguay (Gambar 18).

9 71 MAI m3/ha/th Brazil Uruguay Chile Indonesia *) Potensial Current **) Gambar 18 Perbandingan MAI (m 3 /ha/tahun) hutan tanaman hibrid Eucalyptus urograndis di beberapa negara. Produktivitas hibrid E. urograndis sangat ditentukan oleh jenis tanah dan curah hujan tahunan (Fisher dan Binkley 2000). Namun jika dibandingkan dengan kondisi tapak di Aek Nauli yang mempunyai jenis tanah Inceptisol dengan curah hujan rata-rata tahunan sebesar 2824 mm, seharusnya hibrid E. urograndis tumbuh lebih baik dengan produktivitas lebih tinggi karena disamping curah hujan tinggi juga tanah jenis Inceptisol merupakan tanah yang masih muda dan relatif subur. Lebih kecilnya produktivitas hibrid E. urograndis di Indonesia diduga disebabkan oleh perbedaan ketinggian tempat dimana di Aek Nauli jenis tersebut tumbuh pada dataran tinggi sehingga mengakibatkan laju fotosintesis lebih rendah dan pertumbuhan lebih lambat, sedangkan di Brazil hibrid E. urograndis di atas yang ditanam pada dataran rendah. Selain itu beberapa faktor yang menyebabkan masih rendahnya produktivitas adalah: keragaman genetik dari klon yang dihasilkan masih rendah dibanding dengan klon di Brazil; input hara yang masih rendah; ketidakdisiplinan dari pelaksana di lapangan dalam menerapkan standar operasional yang berlaku dan standar operasional yang belum sempurna (APHI 2010). Keterangan : *) Hasil penelitian ini **) pada rotasi 1

10 72 Produksi Biomassa Tegakan Hibrid E. urograndis Ukuran produktivitas tegakan dapat diukur dalam bentuk biomassa tergantung tujuan pemanfaatan dari jenis yang diusahakan. Biomassa tegakan adalah jumlah total bahan hidup jaringan tanaman pada suatu waktu (Rusdiana 2007). Biomassa tegakan diukur berdasarkan berat kering open dan dibagi ke dalam bagian-bagian jaringan tegakan (batang dan kulit, cabang, ranting, daun dan buah). Perhitungan produksi biomassa dilakukan berdasarkan data dimensi tegakan pohon contoh pada petak ukur tidak permanen. Jumlah biomassa setiap bagian tegakan berdasarkan berat kering dapat dilihat pada Tabel 9. Peningkatan total biomassa terjadi mulai dari umur 1 tahun meningkat terus sejalan dengan bertambahnya umur tegakan sampai tegakan berumur 5 tahun baik pada rotasi 1 maupun rotasi 2. Terjadi penurunan total biomassa dari rotasi 1 ke rotasi 2 saat penebangan dilakukan pada umur 5 tahun. Penurunan biomassa pada saat panen dari rotasi 1 ke rotasi 2 terjadi sebesar: untuk bagian batang berdiameter 5 cm turun sebesar 6,3%; batang < 5 cm turun 1,8%; cabang turun 0,2 %; ranting turun 57,6 %; daun turun 26,97% dan buah turun 79,1%. Penurunan biomassa total mencapai 10,5% dan sebagian besar merupakan penurunan hasil biomassa termanfaatkan sebesar 6,3%. Hasil ini sejalan dengan hasil volume tegakan yang menurun dari rotasi 1 dan 2 sebesar 10,8%. Biomassa batang dan kulit berdiameter 5 cm yang dipanen pada umur 5 tahun mencapai ton/ha, batang berdiameter < 5 cm 1 ton/ha, cabang 7-8 ton/ha, ranting 3-8 ton/ha dan daun 4-5 ton. Tabel 9 Rata-rata biomassa (ton/ha) bagian tegakan hibrid E. urograndis Umur Rotasi (thn) Batang d 5cm 1,92 36,02 58,67 89,83 151,28 3,81 31,37 80,92 98,79 141,81 Batang d<5cm 1,56 2,11 2,84 2,39 0,99 2,03 2,76 2,21 1,52 0,97 Cabang Ranting Daun Buah 1,00 7,11 7,55 10,71 8,04 4,19 4,95 8,21 7,50 6,66 0,95 2,22 2,65 2,18 7,70 1,06 3,20 2,21 2,92 3,26 2,13 5,35 5,28 3,43 5,31 4,99 8,47 5,67 6,16 3,88-0,02 0,07-2,21-0,06 0,01 0,71 0,46 Jumlah Biomassa 7,56 52,83 77,06 108,54 175,53 16,08 50,81 99,23 117,60 157,04

11 73 Hasil di atas jika dibandingkan dengan jenis Acacia mangium yang di tanam di Riau pada umur yang sama 5 tahun dapat menghasilkan berat batang yang dipanen sekitar 197 ton/ha (Mindawati dan Pratiwi 2008), dan jenis A. mangium di Sumatera Selatan dapat menghasilkan sebesar ton/ha (Hardiyanto et al dalam Koranto 2003), maka produktivitas hibrid E. urograndis lebih kecil, sedangkan jika dibandingkan dengan tanaman Gmelina arborea di Kalimantan yang menghasilkan biomassa batang pada umur 6 tahun sebesar 120 ton/ha di lahan yang subur (Koranto 2003), maka produktivitas hibrid E. urograndis lebih besar. Hasil penelitian ini lebih besar jika dibandingkan dengan biomassa jenis yang sama yang ditanam di Congo pada umur 4,5 tahun dapat mencapai rata-rata berat kering batang 77,4 ton/ha, kulit 11,8 ton/ha, cabang 15,2 ton/ha dan daun 3,3 ton/ha (Spangenberg et al. 1995). Hal ini lebih disebabkan perbedaan kondisi tempat tumbuh terutama iklim setempat dari kedua negara. Menurut Koranto (2003) meskipun sifat kimia dan fisik tanah di wilayah tropis lebih rendah dari pada di wilayah temperate, tetapi pada umumnya produktivitas biomassa di daerah tropis lebih besar daripada di daerah temperate karena temperatur, curah hujan, kelembaban, jumlah mikroorganisme dan periode tumbuh lebih tinggi di daerah tropis dibanding daerah temperate. Selanjutnya, perkembangan dan perbandingan data sebaran persentase biomassa tiap bagian tegakan hibrid E. urograndis antara rotasi 1 dan rotasi 2 dapat dilihat pada Gambar 19 sampai Gambar 23. Biomassa terbesar terdapat pada bagian batang berdiameter 5 cm. Semakin bertambah umur tegakan semakin besar biomassa batang berdiameter 5 cm yang diangkut ke luar lahan. Pada umur 1 tahun biomassa batang berdiameter 5 cm sekitar 24-25%, umur 2 tahun sekitar 62-68%, umur 3 tahun sekitar 76% -82%, umur 4 tahun sekitar 83-84% dan umur 5 tahun sekitar 86-90% dari total tegakan. Hasil ini relatif sama dengan jenis-jenis rotasi pendek di India dimana kontribusi batang dan cabang sekitar 82 96% dari total tegakan (Garg dan Singh 2003).

12 74 R 1 Umur 1 Tahun R 2 Umur 1 Tahun 28% 25% 31% 24% 13% 21% 6% 13% 13% 26% Batang d 5 cm Cabang Daun + Buah Batang d < 5 cm Ranting Batang d 5 cm Batang d < 5 cm Cabang Gambar 19 Perbandingan sebaran biomassa (%) umur 1 tahun rotasi 1 dan 2. R 1 Umur 2 Tahun R 2 Umur 2 Tahun 4% 10% 17% 14% 4% 68% 6% 10% 5% 62% Batang d 5 cm Cabang Batang d< 5 cm Ranting Batang d 5 cm Cabang Daun + Buah Batang d < 5 cm Ranting Gambar 20 Perbandingan sebaran biomassa (%) bagian tanaman umur 2 tahun antara rotasi 1 dan rotasi 2.

13 75 3% R 1 Umur 3 Tahun 2% R 2 Umur 3 Tahun 10% 7% 2% 8% 6% 4% 76% 82% Batang d 5 cm Cabang Daun + Buah Batang d< 5 cm Ranting Batang d 5 cm Cabang Daun + Buah Batang d < 5 cm Ranting Gambar 21 Perbandingan sebaran biomassa (%) bagian tanaman umur 3 tahun antara rotasi 1 dan rotasi 2. 2% R 1 Umur 4 Tahun 3% 2% 10% 1% 3% R 2 Umur 4 Tahun 6% 6% 83% 84% Batang d 5 cm Batang d< 5 cm Batang d 5 cm Batang d < 5 cm Gambar 22 Perbandingan sebaran biomassa (%) bagian tanaman umur 4 tahun antara rotasi 1 dan rotasi 2.

14 76 1% R 1 Umur 5 Tahun 4% 5% 4% 1% R 2 Umur 5 Tahun 2% 3% 4% 86% 90% Batang d 5 cm Cabang Batang d< 5 cm Ranting Batang d 5 cm Cabang Batang d< 5 cm Ranting Gambar 23 Perbandingan sebaran biomassa (%) bagian tanaman umur 5 tahun antara rotasi 1 dan rotasi 2 Apabila dibandingkan dengan jenis Gmelina arborea di Kalimantan dimana batang merupakan komponen terbesar sekitar 80% dari biomassa total (Koranto 2003) dan jenis A. mangium pada umur 5 tahun yang mempunyai persentase batang 8 cm sekitar 70,6% dari total biomassa (Mindawati dan Pratiwi 2008), maka biomassa hibrid E. urograndis lebih besar. Menurut Sanchez (1976), di daerah tropis seperti negara Zaire, Ghana dan Panama besarnya biomassa hutan relatif tetap yaitu sekitar 75% biomassa batang, 15-20% biomassa akar, 4% biomassa daun dan sekitar 1-2% biomassa serasah. Secara keseluruhan, hasil penelitian ini mendukung pernyataan Ruhiyat (1993) bahwa komponen batang pada suatu tegakan merupakan penyusun utama biomassa tegakan. Berdasarkan Coledette et al. (2008), rendemen yang dihasilkan dari hibrid E. urograndis berkisar 51-53% sehingga dari biomassa batang berdiameter 5 cm sekitar ton/ha maka diduga akan menghasilkan pulp sebanyak ton pulp/ha. Dari data biomassa di lapangan dibuat model pendugaan biomassa hibrid E.urograndis berdasarkan empat model yang dicobakan dalam penelitian ini (Brown et al. 1989; Brown 1997; Laar dan Akca 1997). Hasil model penduga biomassa disajikan pada Tabel 10 untuk rotasi 1 dan Tabel 11 untuk rotasi 2.

15 77 Model pendugaan biomassa tegakan yang terbaik dicirikan dengan nilai koefisien determinasi tertinggi dari ke empat model yang dicobakan. Persamaan allometrik model penduga biomassa batang berdiameter 5 cm tegakan hibrid E. urograndis untuk rotasi 1 dapat didekati dengan ke 4 model persamaan karena semua persamaan mempunyai nilai koefisien determinasi tinggi sebesar 82,7-95,2%. Untuk rotasi 2 hanya 2 model yaitu yang menyertakan diameter dengan R 2 sebesar 75,4 dan persamaan yang menyertakan diameter dan tinggi dengan nilai koefisien determinasi 93,6%. Tabel 10 Model penduga biomassa tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 Rotasi Model pendugaan biomassa kering (kg/ha) R 2 (%) P Batang d 5cm W = D D 2 Log W = 1,54 + 2,97 log D W = ,3 (D 2 H) Batang d<5cm Log W = 1,47 + 2,55 log D + 0,491 Log H W = D 23,1 D 2 Log W = 3,32 0,065 Log D W = ,139 (D 2 H) Cabang Log W = 3,32 0,059 log D 0,007Log H W = D 73,2 D 2 Log W = 2,19 + 1,51 log D W = ,513 (D 2 H) Ranting Log W = 2,18 + 1,47 log D + 0,047 Log H W = D + 25,6 D 2 Log W = 2,29 + 1,04 log D W = ,752 (D 2 H) Daun Log W = 2,25 + 0,786 log D + 0,303 log H W = D 17,4 D 2 Log W = 2,97 + 0,618 log D W = ,255 (D 2 H) Log W = 2,96 + 0,581 log D + 0,043 Log H Keterangan : * = persamaan terbaik tiap bagian tegakan W = berat kering oven; D = Diameter (cm); H = Tinggi (m) 82,7 92,3* 86,9 95,2* 61,1* 0,5 22,5 0,5 41,7 72,1* 10,0 72,2* 28,7 52,4 27,8 57,3* 42,6 49,5 17,6 49,8* 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,795 0,074 0,968 0,039 0,000 0,251 0,000 0,132 0,002 0,043 0,006 0,036 0,003 0,120 0,016

16 78 Tabel 11 Model penduga biomassa tegakan hibrid E. urograndis rotasi 2 Rotasi Model pendugaan biomassa kering (kg/ha) R 2 (%) P 2 Batang d 5cm W = D D 2 Log W = 1,74 + 2,82 log D W = ,1 (D 2 H) Log W = 1,42 + 0,353 log D + 2,46 Log H 37,7 75,4 36,8 93,6* 0,058 0,000 0,016 0,000 Batang d<5cm W = D 1,3 D 2 Log W = 3,37 0,124 log D W = D 1,1 (D 2 H) Cabang Log W = 3,52 + 1,06 log D 1,18 Log H W = D + 31,6 D 2 Log W = 2,70 + 1,01 log D W = ,985 (D 2 H) Ranting Log W = 2,70 + 1,02 log D 0,010 Log H W = D 14,6 D 2 Log W = 2,38 + 0,946 log D W = ,303 (D 2 H) Daun Log W = 2,34 + 0,634 log D + 0,312 Log H W = D + 10,5 D 2 Log W = 3,33 + 0,388 log D W = ,245 (D 2 H) Log W = 3,52 + 1,48 Log D 1,09 Log H Keterangan : * = persamaan terbaik tiap bagian tegakan W = berat kering oven; D = Diameter (cm); H = Tinggi (m) 2,5 1,5 8,9 44,3* 39,1 42,7* 38,2 42,7* 34,7 48,5 22,8 50,2* 9, ,5 49,4* 0,862 0,662 0,280 0,030 0,051 0,008 0,014 0,036 0,077 0,004 0,072 0,015 0,541 0,168 0,505 0,017 Persamaan terbaik biomasa panen untuk batang berdiameter 5 cm adalah Log W = 1,47 + 2,55 log D + 0,491 Log H dengan nilai koefisien determinasi sebesar 95,2% untuk rotasi 1, sedangkan untuk rotasi 2 persamaan model penduga biomassa batang berdiameter 5 cm terpilih berdasarkan peubah tinggi dan diameter yaitu Log W = 1,42 + 0,353 log D + 2,46 Log H dengan nilai koefisien determinasi sebesar 93,6 %. Walaupun demikian, persamaan model ke dua untuk rotasi 1 dapat dipilih yaitu : Log W = 1,54 + 2,97 log D dengan

17 79 koefisien determinasi sebesar 92,3% karena lebih sederhana dan hanya melibatkan satu peubah yaitu diameter. Model persamaan penduga biomassa batang berdiameter <5 cm rotasi 1 adalah W = D 23,1 D 2 dan rotasi 2 adalah persamaan Log W = 3,52 + 1,06 log D 1,18 Log H. Model penduga biomassa cabang dapat dipilih untuk rotasi 1 adalah Log W = 2,19 + 1,51 log D atau persamaan Log W = 2,18 + 1,47 log D + 0,047 Log H dan untuk rotasi 2 adalah Log W = 2,70 + 1,01 log D atau dengan persamaan Log W = 2,70 + 1,02 log D 0,010 Log H karena mempunyai nilai R2 yang sama. Model penduga biomassa ranting terbaik untuk rotasi 1 adalah Log W = 2,25 + 0,786 log D + 0,303 log H dan rotasi 2 adalah Log W = 2,34 + 0,634 log D + 0,312 Log H, sedangkan model penduga biomassa daun termasuk buah dan bunga terbaik untuk rotasi 1 didapat persamaan Log W = 2,96 + 0,581 log D + 0,043 Log H dan rotasi 2 adalah Log W = 3,52 + 1,48 Log D 1,09 Log H. Dari semua model terbaik di atas tampak bahwa penyertaan dua peubah yaitu peubah tinggi dan diameter menghasilkan pendugaan biomassa dengan persamaan allometrik terbaik dari ke 4 model yang dicobakan untuk rotasi 1 dan rotasi 2, namun demikian untuk biomassa batang diameter 5 cm, batang diameter < 5 cm, cabang dan ranting pada rotasi 1 dan untuk cabang pada rotasi 2 dapat dipilih atau sebaiknya dipilih persamaan yang lebih sederhana dan effisien yaitu persamaan yang menyertakan satu peubah diameter karena selisih R 2 nya sangat kecil dan relatif sama. Kualitas Tapak Tegakan Hutan Tanaman Hibrid Eucalyptus urograndis Status Hara Hutan Tanaman Hibrid E. urograndis Penentuan status hara suatu lahan dapat dilakukan melalui analisis tanah dan analisis jaringan tanaman terutama bagian daun (Poerwanto 2003; Dell et al. 2003; Landsberg 1997). Menurut Rusdiana (1999) tujuan analisis tanah dan tanaman adalah untuk menetapkan kesesuaian dan produktivitas potensial lahan pada sistem silvikultur tertentu, dan untuk mendiagnosa kemungkinan adanya defisiensi hara yang dapat menghambat pertumbuhan dan kapasitas produksi

18 80 tegakan. Analisis kadar hara tanah sudah umum dilakukan baik di bidang pertanian maupun kehutanan, tetapi analisis kadar hara pada daun di bidang kehutanan masih sangat jarang dilakukan. Di bidang pertanian analisis hara daun tanaman umum dilakukan untuk mendeteksi kemungkinan defisiensi unsur hara bagi tanaman dan untuk menentukan perlu tidaknya dilakukan pemupukan. Namun demikian, menurut Fisher dan Binkley (2000) analisis menggunakan jaringan tanaman seperti pada jaringan daun tanaman sering kurang tepat untuk menggambarkan status hara dalam tanah. Manfaat dari mengetahui status hara tanah suatu lahan bertegakan adalah untuk menentukan managemen tapak yang tepat, baik berupa pemupukan maupun kegiatan pemeliharaan dan manipulasi lingkungan. Status hara tanah Kualitas tanah adalah kapasitas tanah untuk dapat berfungsi secara optimal dalam suatu ekosistem sehubungan dengan daya dukung tanah terhadap pertumbuhan tanaman, pencegahan erosi dan pengurangan dampak negatif terhadap sumberdaya air dan udara (Karlen et al. 1997). Kualitas tanah tidak dapat diukur secara pasti karena bersifat kompleks, namun dapat diduga dari sifat-sifat tanah yang dapat diukur dan dapat dijadikan indikator dari kualitas tanah itu sendiri (Islam dan Weil 2000). Status hara tanah pada lahan bertegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 dan 2 telah diukur melalui analisis sifat kimia, fisik dan biologi tanah. Hasil analisis dan perbandingan sifat-sifat tanah pada rotasi 1 dan 2 adalah sebagai berikut : Sifat kimia tanah Beberapa sifat kimia tanah yang penting dan berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tanaman adalah: reaksi (ph) tanah, kandungan unsur-unsur hara dan kandungan bahan organik tanah. Menurut Dell et al.(2003) umumnya di Indonesia tanaman Eucalyptus mengalami kekurangan unsur hara makro N, P, K dan Mg sehingga menyebabkan daun gugur sebelum waktunya dan volume kayu yang dihasilkan menurun. Hasil analisis kimia tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 dan 2 pada berbagai umur tegakan dapat dilihat pada Lampiran 4, sedangkan hasil uji beda kandungan unsur hara antara rotasi 1 dan 2

19 81 pada Lampiran 11. Perbedaan rata-rata sifat kimia tanah antara rotasi 1 dan 2 adalah sebagai berikut: Derajat keasaman (ph). Derajat keasaman atau reaksi tanah merupakan salah satu indikator penting dalam menduga potensi kesuburan tanah dan sebagai petunjuk kondisi ketersediaan unsur-unsur hara bagi tanaman. Kondisi ph tanah yang optimum adalah sekitar ph netral (ph 6,5 - ph 7,0). Pada level ph demikian sebagian besar unsur hara berada dalam kondisi tersedia bagi tanaman apabila jumlah cadangan unsur hara tanah sebelumnya cukup (USDA 1998). Perbandingan rata-rata ph antara rotasi 1 dan 2 dapat dilihat pada Tabel 12. Tabel 12 Rata-rata nilai ph tanah rotasi 1 dan 2 Umur (thn) Kedalaman (cm) Secara keseluruhan ph tanah di lokasi penelitian masih berada di bawah kisaran ph optimum yaitu termasuk masam (ph 3,9-4,7), dan antara rotasi 1 dan 2 tidak berbeda nyata (p > 0,050). Pada ph tanah rendah akan menyebabkan hara P difiksasi oleh Al sehingga sukar diserap tanaman dan unsur mikro (Fe, Mn, Zn, Cu dan Co) menjadi mudah larut sehingga dapat bersifat racun jika dalam jumlah terlalu banyak (Sarwono 2010). ph (1:1) (H2O) Rotasi I Rotasi II Δ ,27 ± 0,12 4,80 ± 0,20 0,53 2 4,27 ± 0,21 4,00 ± 0,10-0,27 3 4,10 ± 0,10 4,07 ± 0,15-0,03 4 4,57 ± 0,06 4,37 ± 0,06-0,20 5 3,90 ± 0,10 4,43 ± 0,55 0, ,20 ± 0,10 4,80 ± 0,10 0,60 2 4,07 ± 0,12 3,93 ± 0,06-0,14 3 4,03 ± 0,15 3,97 ± 0,06-0,06 4 4,47 ± 0,06 4,23 ± 0,06-0,24 5 3,97 ± 0,15 4,33 ± 0,29 0,36 Pada awal rotasi 2 terjadi peningkatan nilai ph setelah penebangan rotasi 1 sebesar 0,53% (setara 12%) pada lapisan atas dan 0,36% (setara 14%) pada lapisan bawah. Hal ini disebabkan oleh adanya pemupukan secara bertahap yang diberikan ke lahan mulai saat tanam sebagai pupuk dasar sampai tanaman berumur 9 bulan dengan pupuk rock posphat 300 kg/ha kg/ha NPK kg/ha Urea kg/ha TSP. Pemupukan di atas setara dengan jumlah unsur

20 82 hara 96 kg/ha N + 63,18 kg/ha P + 12,45 kg/ha K + 109,61 kg/ha Ca. Pemberian Pupuk TSP dalam bentuk garam yang dibuat dari basa kuat Ca(OH) 2 dan asam agak lemah H 3 PO 4 dapat meningkatkan ph tanah, dan pemberian pupuk dasar rockposfat dapat meningkatkan ph tanah, hara P dan hara Ca (Marschner 1991). Selanjutnya, sejalan dengan bertambahnya umur tegakan ph tanah menurun kembali diduga karena hara yang tersedia terus diserap dan pemupukan pada umur tersebut sudah tidak ada. Terjadi sedikit peningkatan ph tanah dari rotasi 1 ke rotasi 2 pasca penebangan umur 5 tahun walaupun secara statistik tidak berbeda nyata. Peningkatan ph disebabkan terjadi akumulasi serasah yang sebagian telah terdekomposisi dan menjadi humus. Pada umumnya tanah-tanah di daerah tropik mempunyai ph rata-rata rendah sehingga jenis-jenis yang baik dikembangkan di daerah tropik haruslah jenis-jenis yang mempunyai sifat toleransi tinggi terhadap kepekatan ion H + pada larutan tanah dan hibrid E. urograndis sudah terbukti dapat tumbuh baik pada tanah dengan ph rendah, namun akan lebih optimal lagi pertumbuhanya jika ph netral. Hal ini juga memperkuat pendapat Nambiar dan Brown (1997) bahwa jenis Eucalyptus dan Pinus mampu tumbuh pada tanah yang mempunyai tingkat keasaman tinggi (ph rendah). Kadar N total. Unsur hara N merupakan unsur hara makro penting (essensial) bagi pertumbuhan tanaman. Kadar N tanah sangat tergantung bahan organik tanah sebagai sumber utama. N merupakan bagian penting dalam klorofil dan berfungsi pada proses fotosintesis. Tanaman menyerap unsur N dari tanah dalam bentuk kation amonium (NH4 + ) dan anion nitrat (NO3 - ) yang terlarut pada larutan tanah (Mengel dan Kirby 1982; Marschner 1991). Keberadaan N dalam tanah bersifat mobil yaitu mudah bergerak atau berpindah, seperti menguap ke udara, tercuci atau terangkut melalui erosi sehingga kadar N tanah bersifat fluktuatif (Lutz dan Chandler 1951). Kisaran kadar N di lokasi penelitian pada rotasi 1 dan 2 dapat dilihat pada Tabel 13.

21 83 Tabel 13 Rata-rata kadar unsur hara Nitrogen total tanah pada rotasi 1 dan 2 Umur (th) Kedalaman (cm) N (%) Rotasi I Rotasi II Δ ,10 ± 0,02 0,10 ± 0,01 0,00 2 0,12 ± 0,01 0,09 ± 0,01-0,03 3 0,13 ± 0,01 0,11 ± 0,02-0,02 4 0,12 ± 0,01 0,11 ± 0,01-0,01 5 0,11 ± 0,02 0,09 ± 0,02-0, ,07 ± 0,01 0,07 ± 0,02 0,00 2 0,09 ± 0,01 0,06 ± 0,03-0,03 3 0,08 ± 0,05 0,07 ± 0,03-0,01 4 0,08 ± 0,02 0,07 ± 0,03-0,01 5 0,08 ± 0,04 0,06 ± 0,03-0,02 Kadar N total tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis pada lapisan atas rotasi 1 berkisar 0,10-0,11% dan rotasi 2 berkisar 0,09-0,11%. Berdasarkan uji beda Tukeys, kadar N tanah antara rotasi 1 dan 2 berbeda nyata (p = 0,006), dimana secara umum terjadi penurunan kadar N dari rotasi 1 ke rotasi 2 walaupun pemupukan dengan Urea telah dilakukan. Penurunan kadar hara N setelah tebang antara rotasi 1 dan 2 sebesar 0,02%. Pemberian pupuk Urea CO (NH 2 ) 2 sebanyak total 180 kg/ha belum cukup meningkatkan kandungan hara N pada tanah karena N yang diserap oleh akar tanaman cukup besar. Selain itu jenis Eucalyptus termasuk golongan non legume sehingga tidak mampu mendapatkan tambahan N langsung dari atmosfer. Kebutuhan tanaman akan unsur N sepanjang fase pertumbuhan cukup tinggi dan bertambah sejalan dengan bertambahnya umur tanaman, terutama untuk pembentukan batang dan tajuk. Pengalaman manajemen hutan tanaman Eucalyptus di China (Dell et al. 2003) menunjukkan bahwa pemupukan dengan Urea dosis 200 kg/ha hanya cukup untuk 1 rotasi saja pada kondisi lahan marginal. Kadar P. Unsur hara P tanah merupakan hara makro penting kedua setelah N bagi pertumbuhan tanaman. Unsur ini berperan dalam proses pembentukan protein. Unsur P diserap dalam bentuk anion-anion H2PO4 - dan atau HPO4 2- serta PO4 3-. Kandungan hara P tersedia tinggi akan menyebabkan kecenderungan tanah menjadi lebih subur sehingga menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman (Mengel dan Kirby 1982; Marschner 1991). Jumlah P tersedia dalam tanah

22 84 ditentukan oleh jumlah P dalam komplek jerapan (Ptotal) yang mekanisme ketersedian P diatur oleh ph. Perbandingan kadar P tersedia tanah di lokasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 14. Tabel 14 Rata-rata kadar Fosfor tersedia tanah rotasi 1 dan 2 Umur (th) Kedalaman (cm) P (x 10-4 %) Δ Rotasi I Rotasi II (x10-4 %) ,67 ± 0,40 12,50 ± 1,10 8,83 2 9,07 ± 0,61 9,83 ± 0,40 0,77 3 5,03 ± 0,80 12,57 ± 1,75 7,53 4 3,70 ± 0,26 4,40 ± 0,56 0,70 5 2,90 ± 0,20 5,77 ± 0,55 2, ,90 ± 0,26 4,88 ± 2,96 2,98 2 4,23 ± 0,35 4,51 ± 1,07 0,28 3 1,64 ± 0,89 5,02 ± 2,65 3,38 4 1,80 ± 0,65 2,26 ± 0,33 0,47 5 1,39 ± 0,53 2,26 ± 1,56 0,87 Kadar P tersedia lapisan atas pada rotasi 1 sekitar 3,67-9,07 mg/kg, sedangkan pada rotasi 2 kadar P sekitar 4,40-12,57 mg/kg. Kadar P pada rotasi 2 lebih tinggi jika dibanding dengan rotasi 1 pada semua kelas umur tegakan dan sangat berbeda nyata (p = 0,001) baik pada lapisan atas maupun pada lapisan bawah. Terjadi kenaikan kadar hara P setelah tebang sebesar 2,87 mg/kg di lapisan atas dan 0,87 mg/kg di lapisan bawah. Hal ini terjadi karena ada kegiatan input hara berupa pemupukan yang diberikan dalam pemeliharaan. Pemupukan TSP yang dilakukan sebanyak 3 kali (saat tanam, saat umur 1 bulan dan 5 bulan setelah tanam) dengan dosis kumulatif 145 kg//ha telah menyebabkan kenaikan kadar P tersedia dalam tanah karena pupuk P lebih bersifat persisten dalam tanah dan tidak mudah hilang tercuci keluar lahan serta tidak mudah menguap. Kenaikan P tersedia pada sub soil tidak sebesar pada top soil karena sistem pemberian pupuk sebagian besar dengan cara meletakan pupuk di atas permukaan tanah dekat batang tanaman dan tidak dibenamkan. Kadar hara P tanah meningkat diduga juga karena tanaman Eucalyptus bersimbiosis dengan mikorhiza yang dapat menyebabkan peningkatan ketersediaan hara P. Selain itu, kondisi ph tanah meningkat dari rotasi 1 ke rotasi 2 sehingga terjadi mineralisasi sebagian hara P yang terfiksasi dalam tanah. Menurut Sarwono (2010) ph tanah jika

23 85 meningkat atau ditingkatkan dapat menentukan mudah tidaknya unsur hara diserap tanaman, terutama hara P yang terikat dapat menjadi tersedia dan dapat mempengaruhi perkembangan mikroorganisme. Kadar K. Unsur hara K merupakan unsur hara makro penting bagi pertumbuhan tanaman dan berperan sebagai katalisator proses enzimatik dalam jaringan tanaman. Hara K diserap dalam bentuk ion-ion positif (K + ). Penyerapan unsur hara K + adalah unik (khas) sebab tanaman mengabsorpsi K melebihi dari jumlah yang diperlukan (Marschner 1991). Di dalam jaringan tanaman unsur K bersifat mobil dan keberadaan unsur K yang cukup pada menyeimbangkan kesuburan tanah. Kadar dilihat pada Tabel 15. Tabel 15 Rata-rata kadar Kalium tanah rotasi 1 dan 2 Umur (th) Kedalaman (cm) tanah dapat K tanah pada berbagai umur dapat K (%) Rotasi I Rotasi II Δ ,02 ± 0,00 0,02 ± 0,00 0,00 2 0,02 ± 0,00 0,01 ± 0,00-0,01 3 0,01 ± 0,00 0,02 ± 0,00 0,01 4 0,01 ± 0,00 0,01 ± 0,00 0,00 5 0,02 ± 0,00 0,01 ± 0,00-0, ,02 ± 0,00 0,01 ± 0,00-0,01 2 0,02 ± 0,00 0,01 ± 0,00-0,01 3 0,01 ± 0,01 0,01 ± 0,01 0,00 4 0,01 ± 0,00 0,01 ± 0,00 0,00 5 0,01 ± 0,01 0,01 ± 0,00 0,00 Kadar hara K rotasi 1 dan 2 berkisar 0,01-0,02% (0,31-0,43 me/100gram) dan menurun pada lapisan atas dari rotasi 1 ke rotasi 2 pasca tebangan sebesar 0,01%, namun secara statistik tidak berbeda nyata (p > 0,050). Hal ini menunjukan bahwa kadar unsur hara K dalam tanah sama antara rotasi 1 dan rotasi 2. Kadar Ca. Unsur hara Ca merupakan unsur hara makro penting lain bagi pertumbuhan tanaman dan diserap dalam bentuk ion-ion positif (kation-kation basa dapat ditukar). Keberadaan unsur Ca dalam tanah yang cukup dapat menyeimbangkan kesuburan tanah. Kadar Ca tanah di lokasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 16.

24 86 Tabel 16 Rata-rata kadar Calsium tanah rotasi 1 dan 2 Umur (th) Kedalaman (cm) Ca (%) Rotasi I Rotasi II Δ ,07 ± 0,00 0,04 ± 0,01-0,03 2 0,09 ± 0,00 0,05 ± 0,01-0,04 3 0,07 ± 0,00 0,05 ± 0,01-0,02 4 0,06 ± 0,00 0,04 ± 0,00-0,02 5 0,04 ± 0,00 0,04 ± 0,00 0, ,06 ± 0,00 0,03 ± 0,01-0,03 2 0,07 ± 0,00 0,03 ± 0,01-0,04 3 0,04 ± 0,03 0,03 ± 0,02-0,01 4 0,04 ± 0,01 0,03 ± 0,01-0,01 5 0,03 ± 0,01 0,02 ± 0,01-0,01 Kadar Ca dibawah tegakan hibrid E. urograndis pada rotasi 1 berkisar 0,03-0,09% ( 2,14-4,24 me/100gr) dan pada rotasi 2 berkisar 0,02-0,05% (1,83-2,65 me/100gr). Berdasarkan hasil uji Tukey kadar Ca antara rotasi 1 dan rotasi 2 sangat berbeda nyata (p = 0,000). Terjadi penurunan kadar Ca tanah pasca tebangan dari rotasi 1 ke rotasi 2 hanya pada lapisan bawah sebesar 0,01% (setara 33,3%) dan dari lahan dengan tegakan berumur muda ke lahan bertegakan umur lebih tua. Hal ini dikarenakan untuk pertumbuhan tanaman hibrid E. urograndis membutuhkan unsur hara Ca dalam jumlah cukup besar terutama untuk pembentukan jaringan tanaman seperti batang, cabang, ranting dan akar. Hasil penelitian ini mendukung hasil penelitian untuk jenis yang sama di Congo bahwa kandungan hara Ca tanah turun dari rotasi 1 ke rotasi 2 ke rotasi 3 dan ke rotasi 4 (Spangenberg et al. 1996). Penambahan unsur hara Ca dalam pengelolaan hibrid E. urograndis dilakukan melalui pemberian rockposphat 300 kg/ha sebagai pupuk dasar dan pupuk TSP sebanyak 145 kg /ha yang juga mengandung Ca. Pemupukan tersebut belum mencukupi untuk menjadikan unsur hara Ca tersedia cukup dalam tanah. Selain itu, tambahan unsur Ca didapat dari air hujan yang masuk ke lahan, namun dalam penelitian ini tidak dilakukan hitungan hara dari air hujan karena menurut Chijicke (1980) dan Sanchez (1976) asupan hara Ca ke tanah dari air hujan sangat kecil. Sebagai contoh, asupan hara Ca pada lahan hutan tanaman Pinus caribaea di Ghana sebesar 12,7 kg Ca/ha/tahun dengan curah hujan 1850

25 87 mm/tahun, pada tanaman kelapa sawit di Malaysia 12,5 kg Ca/ha/tahun dengan curah hujan 2300 mm/tahun dan pada tegakan Gmelina arborea di Panama sebesar 9,51 kg Ca/ha/tahun dengan curah hujan rata-rata 1930 mm/tahun. Kadar Mg. Unsur hara Mg merupakan unsur hara penting setelah unsur N, P, K dan Ca yang diperlukan tanaman untuk pembentukan klorofil dan mempengaruhi aktivitas enzim. Unsur hara Mg diserap akar tanaman dalam bentuk ion-ion positif Mg 2+. Keberadaan unsur Mg yang cukup dalam tanah dapat menyeimbangkan kesuburan tanah. Rata-rata nilai kadar Mg tanah di lokasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 17. Tabel 17 Perbandingan rata-rata kadar Mg tanah rotasi 1 dan 2 Umur (th) Kedalaman (cm) Mg (%) Rotasi I Rotasi II Δ ,016 ± 0,000 0,016 ± 0,000 0, ,028 ± 0,001 0,015 ± 0,000-0, ,015 ± 0,000 0,023 ± 0,001 0, ,018 ± 0,001 0,018 ± 0,001 0, ,010 ± 0,000 0,008 ± 0,000-0, ,014 ± 0,000 0,015 ± 0,000 0, ,018 ± 0,001 0,014 ± 0,001-0, ,013 ± 0,000 0,022 ± 0,001 0, ,014 ± 0,000 0,017 ± 0,001 0, ,010 ± 0,000 0,006 ± 0,000-0,004 Kadar Mg di bawah tegakan hibrid E. urograndis pada rotasi 1 berkisar antara 0,010-0,028 % (0,82 2,32 me/100 gr) dan pada rotasi 2 berkisar antara 0,006-0,023% (0,63 1,96 me/100 gr). Kadar hara Mg setelah tebang pada umur 5 tahun menurun sebanyak 0,002-0,004 % dari rotasi 1 ke rotasi 2 tetapi secara statistik tidak berbeda nyata (p > 0,050). Penurunan Mg karena pertumbuhan tanaman berlangsung terus artinya penyerapan hara Mg untuk pertumbuhan terus terjadi meskipun dalam jumlah sedikit dan dalam pengelolaan tidak dilakukan pemupukan hara Mg. Hasil penelitian ini sama dengan hasil penelitian sebelumnya pada jenis yang sama di Congo bahwa kandungan hara Mg tanah menurun dari rotasi 1 ke rotasi 2 ke rotasi 3 dan ke rotasi 4 (Spangenberg et al. 1996).

26 88 Kadar C organik. Kadar bahan organik tanah merupakan parameter kesuburan tanah yang cukup penting disamping reaksi tanah (ph) dan kandungan hara. Bahan organik didalam tanah mempunyai peranan penting dan berfungsi sebagai: sumber karbon dan sumber energi bagi jasad renik tanah, untuk stabilisasi agregat tanah, penyokong tanaman dalam menyimpan dan memindahkan udara dan air; sebagai salah satu sumber unsur hara, dapat meningkatkan KTK tanah, menurunkan berat jenis tanah serta dapat mengurangi efek pestisida, logam berat dan pollutan (USDA 1996). Bahan organik berguna untuk pembentukan sifat fisik dan biologi tanah yang secara langsung mempengaruhi tingkat kesuburan tanah. Besarnya lokasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 18. Tabel 18 Rata-rata kadar C-organik rotasi 1 dan 2 Umur (thn) Kedalaman kadar C-organik tanah di C-organik (%) Rotasi I Rotasi II Δ (cm) ,80 ± 0,20 1,27 ± 0,04 0,47 2 1,14 ± 0,08 1,20 ± 0,05 0,06 3 1,11 ± 0,07 1,04 ± 0,07-0,07 4 0,99 ± 0,03 0,99 ± 0,05 0,00 5 1,02 ± 0,08 0,83 ± 0,10-0, ,59 ± 0,03 1,00 ± 0,09 0,41 2 0,89 ± 0,03 0,79 ± 0,04-0,10 3 0,89 ± 0,04 0,87 ± 0,03-0,02 4 0,82 ± 0,03 0,82 ± 0,10 0,00 5 0,78 ± 0,14 0,72 ± 0,09-0,06 Terjadi penurunan kadar C-organik di bawah tegakan hibrid E. urograndis setelah tebang umur 5 tahun dari rotasi 1 ke rotasi 2 yaitu dari 1,02% menjadi 0,83% pada lapisan atas dan dari 0,78% menjadi 0,72% pada lapisan bawah, tetapi secara statistik kadar (p>0,050). Sifat fisik tanah C organik antara rotasi 1 dan 2 tidak berbeda nyata Sifat fisik tanah merupakan faktor yang sangat penting dalam mempengaruhi kesuburan tanah secara keseluruhan dan akan menentukan pertumbuhan tegakan hutan yang diusahakan, bahkan lebih penting pengaruhnya dibanding dengan sifat kimia dan biologi tanah (Wasis 2005).

27 89 Produktifitas hutan tanaman sangat bergantung pada produktifitas lahan dimana hutan tanaman tersebut diusahakan. Tingkat produktivitas tanah tidak hanya ditentukan oleh sifat kesuburan kimia tanah yang tinggi (unsur-unsur hara yang cukup dan tak ada toksisitas) tetapi juga ditentukan oleh sifat-sifat fisik tanah yang ditunjukkan oleh kandungan air (kelembaban), oksigen (udara dalam tanah) dan energy thermal (panas) yang optimum di dalam tanah (Hillel 1980). Parameter sifat fisik tanah yang berkaitan dengan kandungan air dan udara dalam tanah dapat diduga dari hasil pengamatan lapangan maupun hasil analisis laboratorium dari contoh tanah tidak terganggu besaran-besaran fisika tanah seperti: berat jenis tanah, porositas total, ruang pori makro dan mikro, air tersedia dan permeabilitas tanah. Pengusahaan hutan tanaman sejenis secara terus menerus pada lahan yang sama diduga akan menyebabkan pergeseran besaran sifat-sifat fisik tanah, baik ke arah positif (lebih baik) maupun ke arah negatif (kurang baik) dari segi kesuburan fisik tanah. Perubahan tersebut tergantung pada sistem pengelolaan lahan atau teknik sivikulktur yang di terapkan mulai saat kegiatan penyiapan lahan, penanaman, pemeliharaan, penebangan dan penanaman kembali. Hasil analisis sifat-sifar fisik tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis rotasi 1 dan 2 dapat dilihat pada Lampiran 5, sedangkan perbandingan sifat fisik antara rotasi 1 dan 2 adalah sebagai berikut : Berat jenis tanah. Berat jenis tanah (bulk density) adalah salah satu parameter sifat fisik tanah yang sangat penting dan berhubungan dengan pertumbuhan tanaman karena dapat memberi gambaran mengenai kondisi fisik tanah secara keseluruhan. Berat jenis tanah merupakan gambaran tingkat kepadatan tanah dimana makin besar nilai berat jenis suatu tanah berarti tingkat kepadatan tanah makin tinggi dalam keadaan lapang. Apabila tanah makin padat maka pertumbuhan tanaman akan mengalami hambatan karena perkembangan akar terhambat kondisi fisik tanah yang makin padat. Berat jenis tanah di lokasi penelitian dapat dilihat pada Tabel 19. Berat jenis tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis berkisar 1,15-1,26 gr/cc pada rotasi 1 dan pada rotasi 2 berkisar 1,07-1,29 gr/cc dan tidak berbeda nyata (p > 0,050), meskipun dari pasca tebang rotasi 1 ke pasca tebang rotasi 2

28 90 terjadi penurunan berat jenis tanah sekitar 2%. Kisaran berat jenis di atas termasuk sedang (moderate) jika dibanding kondisi berat jenis tanah di hutan alam yang tidak terganggu sekitar 1,00 gr/cc (Lutz dan Chandler 1951). Sifat fisik tanah lain yang dianalisa adalah jumlah ruang pori tanah, air tersedia dan permeabilitas yang rata-ratanya dapat dilihat pada Tabel 20. Tabel 19 Perbandingan rata-rata berat jenis tanah rotasi 1 dan 2 Umur (thn) Kedalaman (cm) Bulk density (gr/cc) Rotasi I Rotasi II Δ ,20 ± 0,03 1,07 ± 0,01-0,13 2 1,13 ± 0,01 1,18 ± 0,16 0,05 3 1,26 ± 0,02 1,19 ± 0,08-0,03 4 1,16 ± 0,02 1,18 ± 0,04 0,02 5 1,26 ± 0,01 1,23 ± 0,02-0, ,22 ± 0,03 1,07 ± 0,01-0,15 2 1,13 ± 0,01 1,29 ± 0,16 0,16 3 1,26 ± 0,01 1,26 ± 0,05 0,00 4 1,15 ± 0,02 1,27 ± 0,02 0,12 5 1,26 ± 0,01 1,24 ± 0,01-0,02 Tabel 20 Rata-rata jumlah ruang pori, air tersedia dan permeabilitas rotasi dan 2 Umur (thn) Kedala man (cm) ,84 57,48 52,45 56,23 52, ,09 57,23 52,58 56,60 52,58 Ruang pori tanah (%) Rotasi1 Rotasi 2 59,62 55,60 51,32 51,82 53,71 59,62 51,32 52,58 52,20 53,33 Air tersedia (%) Rotasi1 Rotasi 2 10,19 7,65 7,10 12,26 8,93 7,33 7,22 5,99 6,98 8,08 17,23 19,66 11,06 16,48 10,19 18,63 12,82 10,52 12,43 8,92 Permeabilitas (cm/jam) Rotasi1 Rotasi 2 14,73 12,46 15,60 9,16 22,62 12,81 7,93 12,39 10,54 23,34 14,64 11,18 13,77 16,50 9,21 13,62 10,20 9,54 15,33 8,14 Ruang pori tanah. Jumlah ruang pori adalah bagian volume dari massa tanah yang ditempati molekul-molekul air dan udara sewaktu tanah dalam keadaan lapang atau porsi volume tanah yang tidak ditempati partikel tanah. Jumlah ruang pori menggambarkan jumlah kandungan oksigen tanah bagi akar untuk melakukan proses respirasi walaupun tanah dalam kondisi lembab. Jumlah ruang pori tanah rotasi 1 sangat fluktuatif untuk tiap umur tegakan berkisar 52,45

29 91-57,48% dan pada rotasi 2 sekitar 51,32-59,62%. Terjadi kecenderungan yang menurun dari rotasi 1 ke rotasi 2 pada umur 2, 3 dan 4 tahun, sedangkan pada akhir dan awal rotasi terjadi peningkatan. Penurunan tersebut secara statistik nilai tersebut tidak berbeda nyata (p > 0,050), yang berarti bahwa penanaman hibrid E. urograndis tidak menyebabkan perubahan yang berarti dalam jumlah ruang pori tanah. Air tersedia. Air tersedia dalam tanah menggambarkan sejumlah kadar air yang mampu dipegang (diretensi) massa tanah dan tersedia bagi tanaman. Parameter air tersedia secara alami ditentukan oleh sifat tekstur tanah dan kadar bahan organik tanah (Lutz dan Chandler 1951). Pada tanah bertekstur sangat ringan dengan partikel-partikel yang berukuran besar (berpasir) maka kemampuan meretensi air dalam tanah lebih rendah dibanding fraksi debu (tekstur sedang) atau liat (tekstur berat). Hal sebaliknya terjadi pada tanah-tanah bertekstur berat atau tanah-tanah sangat liat. Air tersedia di dalam tanah pada semua kelas umur tegakan lebih banyak pada rotasi 2. Air tersedia di bawah tegakan hibrid E. urograndis antara rotasi 1 dan rotasi 2 berbeda sangat nyata (p = 0,002), artinya pengembangan hibrid E. urograndis tidak mengakibatkan penurunan air tersedia tanah disekitar perakaran tetapi secara nyata meningkatkan jumlah air tersedia tanah dari rotasi 1 ke rotasi 2. Peningkatan air tersedia pada rotasi 2 terutama awal rotasi baik pada lapisan atas maupun lapisan bawah sejalan dengan jumlah ruang pori yang meningkat pasca tebangan sampai tanaman umur 1 tahun. Hal ini lebih disebabkan adanya kenaikan jumlah bahan organik setelah penebangan dimana sisa- sisa biomassa bagian tegakan tidak di angkut ke luar areal tetapi dibiarkan tetap tinggal di lahan tersebut sebagai bagian dari input hara bila terdekomposisi. Selain itu curah hujan yang relatif tinggi di sektor Aek Nauli sekitar 2824 mm per tahun menyebabkan areal tersebut cocok untuk pengembangan jenis Eucalyptus yang mempunyai nilai evaporasi tinggi di atas 25% (FAO 1980). Permeabilitas. Permeabilitas tanah menggambarkan kelancaran aliran lateral air pada masa tanah. Nilai permeabilitas rendah berarti kondisi tanah terlalu padat. Pada umumnya nilai permeabilitas suatu tanah akan lebih besar atau cepat

30 92 pada lapisan atas karena struktur tanah lebih sarang (porous) dan kadar bahan organik lebih tinggi dibanding pada lapisan bawah. Permeabilitas tanah rotasi 1 berkisar 9,16-22,62 cm/jam dan rotasi 2 berkisar 9,21-16,50 cm/jam pada lapisan atas, sedangkan di lapisan bawah berkisar 7,93-23,34 cm/jam pada rotasi 1 dan pada rotasi 2 sekitar 8,14-15,33 cm/jam. Hal ini menunjukkan bahwa pada umur-umur tertentu terjadi penurunan permeabilitas dari rotasi 1 ke rotasi 2 pada lapisan atas kecuali pada umur 1 dan 4 tahun dimana aliran lateral air lebih cepat, namun secara statistik tidak berbeda nyata (p > 0,050). Tekstur tanah. Tekstur tanah merupakan perbandingan relatif antara partikel liat, debu dan pasir dalam satu satuan massa tanah. Tekstur tanah di plot penelitian dapat dilihat di Tabel 21. Tabel 21 Rata-rata tekstur tanah sampai kedalaman 40 cm pada rotasi 1 dan 2 Rotasi Umur Tekstur 3 Fraksi % Pasir % Debu % Liat 6,2 50,2 43,6 8,3 49,0 42,7 11,2 49,0 39,8 7,4 50,1 42,5 11,3 44,5 44,2 14,6 18,2 11,3 8,4 12,1 48,5 43,6 47,0 48,9 44,5 36,9 38,2 41,7 42,7 43,4 Kelas tekstur Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Lempung liat berdebu Persentase masing-masing partikel tanah memberikan gambaran kondisi fisik tanah yang berhubungan erat dengan pertumbuhan karena akan mempengaruhi perkembangan akar dalam menyerap unsur hara dan kemampuan tanah menahan air. Di lokasi penelitian baik rotasi 1 maupun rotasi 2 lahan mempunyai kelas tektur sama yaitu bertekstur sedang karena bersifat lempung liat berdebu (44-50% debu, 38-44% liat dan pasir 6-18% pasir). Sifat biologi tanah Sifat biologi tanah yang ditunjukkan oleh jumlah populasi mikroorganisme dalam tanah merupakan parameter penting lainnya dan berguna untuk menduga

31 93 tingkat produktifitas suatu lahan hutan karena mikroorganisme tanah merupakan pemecah primer bahan-bahan organik berbagai bentuk sehingga siklus karbon dan siklus unsur hara antara sistem tanah tanaman dapat berlangsung berkesinambungan. Mikroorganisme terutama jenis fungi dan bakteri bertanggungjawab terhadap pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara, sehingga akan mempengaruhi kondisi kesuburan kimia dan fisik tanah yang pada akhirnya akan berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman (Alexander 1977). Respirasi tanah dapat mencerminkan tingkat intensitas aktivitas mikroorganisme di dalam tanah. Semakin banyak CO2 yang dibebaskan tanah berarti semakin tinggi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah dan sekaligus mencerminkan jumlah populasi yang tinggi di dalam tanah. Aktivitas respirasi dilakukan mikroorganisme tanah untuk dapat terus hidup, tumbuh dan berkembang biak dengan menghasilkan karbon dioksida. Hasil analisis biologi tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis pada semua kelas umur secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 6, sedangkan ratarata jumlah mikroorganisme (bakteri dan fungi) tanah dan respirasi tanah dapat dilihat pada Tabel 22. Tabel 22 Rata-rata jumlah mikroorganisme, fungi dan laju respirasi CO2 tanah rotasi 1 dan 2 Umur (thn) Kedalaman (cm) ,40 19,40 17,60 9,80 11, ,10 6,70 8,40 5,70 6,80 Total m.o (SPK/gr ) Rotasi1 Rotasi 2 24,30 18,20 17,50 17,10 14,10 14,80 13,90 9,30 10,20 7,20 Total fungi (SPK/gr.10 4 ) Rotasi 1 Rotasi 2 14,60 23,30 9,50 14,80 10,00 17,80 9,10 14,50 9,5 12,50 7,80 7,00 4,50 5,2 6,1 19,6 12,00 13,5 8,60 10,10 Respirasi mg C-CO2 / kg tanah per hari Rotasi 1 Rotasi 2 10,30 9,20 11,30 10,90 13,50 24,50 16,40 12,30 12,60 10,90 8,40 8,30 9,50 8,20 10,90 20,80 10,40 8,30 9,20 8,20 Jumlah total mikroorganisme tanah pada rotasi 1 berkisar 9,80x ,40x10 6 SPK/gr dan pada rotasi 2 sekitar 14,10x ,30x10 6 SPK/gr pada lapisan atas. Jumlah mikroorganisme tanah meningkat dari rotasi 1 ke rotasi 2. Kondisi ini sejalan dengan jumlah fungi yang ada dibawah tegakan E. urograndis

32 94 dimana pada rotasi 1 sebesar 9,5x ,6x10 4 SPK/gr lebih kecil dibanding yang ada pada rotasi 2 sebesar 12,5x ,3x10 4 SPK/gr. Jumlah total mikroorganisme tanah maupun jumlah fungi pada rotasi 2 lebih besar dari rotasi 1 menandakan bahwa dengan penanaman hibrid E. urograndis kondisi biologi tanah menjadi semakin baik setelah rotasi 1. Jumlah mikroorganisme dan fungi di lapisan atas lebih baik dibanding pada lapisan bawah. Hal ini disebabkan mikroorganisme hidup lebih terpusat di sekitar perakaran tanaman dimana pada tempat-tempat tersebut sumber karbon dan unsur hara tersedia dalam jumlah banyak yang dapat digunakan oleh mikroorganisme sebagai sumber energi untuk hidup dan berkembangbiak. Sebaliknya, laju respirasi menurun dari rotasi 1 ke rotasi 2 baik pada lapisan atas maupun lapisan bawah. Hasil tersebut memberi gambaran bahwa terjadi persaingan antar mikroorganisme dalam mendapatkan makanan (bahan organik) untuk tumbuh dan berkembangbiak sehingga respirasi menurun. Hal ini sesuai dengan hasil analisis sifat kimia tanah N, K, Ca, Mg dan C-org yang menurun dari rotasi 1 ke rotasi 2 sehingga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme yang ada di tanah. Aktivitas mikroorganisme tanah sangat bergantung pada jumlah bahan makanan dan unsur hara yang tersedia berupa bahan organik di lantai hutan yang relatif sulit terdegradasi. Hubungan Peninggi Tegakan Hibrid Eucalyptus urograndis dengan Sifat Kimia Tanah Peranan beberapa faktor tempat tumbuh terhadap pertumbuhan tegakan hibrid E. urograndis dapat diketahui melalui analisis regresi berganda yang menyertakan peubah bebas tempat tumbuh. Dalam penelitian ini, peubah yang digunakan terdiri dari hasil pengumpulan data di lapangan berupa peninggi tegakan pada setiap umur tegakan dan hasil analisis laboratorium sifat kimia tanah meliputi: kandungan N, P, K, Ca, Mg, C-organik dan ph tanah. Sehubungan dengan waktu pengukuran tidak bersifat seri (periodik), maka antara rotasi 1 dan 2 digabungkan sebagai ulangan. Berdasarkan hasil analisis regresi linier berganda diperoleh hubungan antara peninggi dengan sifat kimia tanah adalah :

33 95 Log(H) = 1,44 0,777 1/U + 0,081 N + 90,2 P 1,20 K + 0,734 Ca 1,20 0,057 C + 0,0224 ph, dengan nilai R 2 = 99,4%. Mg Dari persamaan di atas dapat dilihat peubah-peubah yang mempunyai hubungan yang nyata dan tidak nyata terhadap pertumbuhan hibrid E. urograndis pada tingkat kepercayaan sebesar 90% (α : 10 %) yang dapat dilihat pada Tabel 23. Tabel 23 Hubungan peubah bebas terhadap peninggi tegakan hibrid E. urograndis Variabel (sifat kimia tanah) Koefisien P Unsur hara N Unsur hara P Unsur hara K Unsur hara Ca Unsur hara Mg C-organik ph tanah + 0, ,2 1,20 + 0,734 1,20 0, ,0224 Keterangan: ** = sangat nyata dan * nyata pada tingkat kepercayaan 90%. 0,843 0,000** 0,649 0,073* 0,388 0,163 0,109 Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa yang ada hubungan secara nyata dengan peninggi tegakan hibrid E. urograndis adalah hara P dan Ca, sedangkan hara N, K, Mg, C-org dan ph tidak berhubungan secara nyata. Pada tahap kedua, untuk menyaring peubah-peubah bebas berupa sifat kimia tanah (N, P, K, Ca, Mg, C-org dan ph) yang memberikan peran penting terhadap laju pertumbuhan tegakan hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli secara statistika digunakan metode regresi bertatar dengan melakukan penyusupan peubah bebas. Besar kecilnya kontribusi peubah bebas terhadap peubah tak bebas ditunjukkan oleh nilai koefisien korelasi, artinya semakin besar kontribusi suatu peubah bebas maka peubah bebas tersebut semakin penting dalam menentukan peubah tak bebasnya. Persamaan yang terbentuk dari hasil regresi bertatar pada selang kepercayaan 90% sebagai berikut: Log (H) = 1,420 0,777 (1/U) + 77 P + 0,51 Ca 0,051 C + 0,025 ph dengan nilai R 2 = 99,34 %.

34 96 Dari persamaan di atas dapat dilihat peubah-peubah yang berpengaruh nyata dan berperan penting terhadap pertumbuhan hibrid E. urograndis dengan nilai koefisien korelasi dapat dilihat pada Tabel 24. Tabel 24 Peubah bebas yang berperan terhadap peninggi tegakan hibrid E. urograndis berdasarkan metode regresi bertatar Rotasi 1 : Umur pohon Unsur hara P Unsur hara Ca C-organik ph tanah Variabel (Xi) Koefisien korelasi (R 2 ) +0, ,51 0, ,025 Keterangan: ** = sangat nyata dan * = nyata pada tingkat kepercayaan 90%. P 0,000** 0,000** 0,068* 0,074* 0,052* Faktor yang paling berperan dan berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tegakan hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli PT. Toba Pulp Lestari adalah umur tegakan, unsur hara P tersedia, unsur hara Ca, dan ph tanah yang berkorelasi positif, sedangkan C-organik berkorelasi negatif. Hubungan-hubungan suatu peubah bebas yang sangat berpengaruh terhadap diterangkan sebagai berikut: peninggi dapat 1. Umur Faktor umur tegakan berkorelasi positif dalam menerangkan keragaman peninggi sebesar 0,777 dan sangat nyata (p = 0,000). Korelasi tersebut menerangkan bahwa semakin tua tanaman maka peninggi yang dihasilkan semakin tinggi sampai batas tertentu. Hasil penelitian ini mendukung hasil penelitian terdahulu terhadap tegakan Acacia mangium yang menyebutkan bahwa umur mempunyai korelasi terbesar terhadap pertumbuhan Acacia mangium dan dengan bertambah umur tegakan maka peninggi A. mangium cenderung meningkat (Wasis 2005). Menurut Bidwel (1979) pertumbuhan suatu tanaman pada awal akan berjalan lambat dan akan semakin cepat dengan bertambahnya umur tanaman yang berlangsung hingga mencapai titik pertumbuhan maksimal, dan setelah titik maksimal tercapai maka pertumbuhan selanjutnya akan berjalan konstan.

35 97 2. Unsur hara P Unsur hara P tersedia di dalam tanah mempunyai korelasi positif terbesar terhadap peninggi tegakan sebesar 77 dan sangat nyata (p = 0,000). Hal ini mengindikasikan bahwa semakin tinggi kandungan unsur hara P tersedia dalam tanah maka peninggi akan makin meningkat sampai batas tertentu. Kadar unsur hara P tersedia tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis berkisar 3,67-12,57 mg/kg. Hasil penelitian ini mendukung hasil penelitian terdahulu untuk jenis A. mangium dimana terjadi korelasi erat antara hara P dengan peninggi jenis tersebut (Latifah, 2000; Wasis 2005). Unsur hara P adalah unsur hara makro yang dibutuhkan dalam jumlah banyak untuk pertumbuhan. Hara P berfungsi dalam transfer energi sehingga sangat diperlukan dalam proses metabolisme tanaman. Unsur hara P di dalam tanah berasal dari bahan organik, pelapukan mineral dan pemupukan yang diberikan, namun sering hara P dalam kondisi terikat pada ph rendah sehingga menjadi tidak tersedia. P tersedia berada pada kisaran ph yang sangat sempit. Ketersediaan P akan berkurang jika nilai ph berada pada selang 6,5 > ph > 7,5. Di tanah asam (ph< 5), P dalam ikatan H 2 PO 4 bereaksi dengan Fe dan Al membentuk senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan pada ph > 7, unsur hara P akan bereaksi dengan Ca yang tidak larut sehingga P tersedia dalam tanah berada pada level yang sangat sedikit (Soekotjo 2004). 3. Unsur hara Ca Unsur hara Ca tanah berkorelasi positif terhadap peninggi tegakan hibrid E. urograndis sebesar 0,510. Hal ini mengindikasikan bahwa semakin tinggi kandungan unsur hara Ca dalam tanah maka akan semakin besar peninggi hibrid E. urograndis sampai batas tertentu. Di lokasi penelitian, kadar unsur hara Ca tanah di bawah tegakan hibrid E. urograndis berkisar 3,10-4,48 me/100gr. Unsur hara Ca pada tanaman berkayu dibutuhkan selama periode pertumbuhan dalam jumlah banyak untuk pertumbuhan akar dan pembentukan batang kayu. Fungsi unsur calsium (Ca +2 ) dalam fisiologik tanaman adalah untuk mensintesis senyawa calsium pektat pada lamela tengah sel-sel

36 98 tumbuhan dan sebagai zat pengikat antara dinding-dinding sel yang saling berdekatan (Hall 1976). 4. Kandungan C-organik Kandungan C-organik tanah berkorelasi negatif secara nyata terhadap peninggi tegakan hibrid E. urograndis sebesar 0,051. Berarti bahwa peningkatan C-organik sampai batas tertentu akan menghambat pertumbuhan tinggi. Hasil tersebut bertentangan dengan fungsi bahan organik sebagai penyubur tanah dan sebagai penyumbang unsur hara yang diperlukan tanaman. Fenomena bahwa jika bahan organik meningkat akan menghambat pertumbuhan tinggi sampai batas tertentu, kemungkinan disebabkan oleh sifat serasah daun hibrid E. urograndis yang lambat terurai sehingga laju penumpukan serasah lebih besar dari laju dekomposisi. Akumulasi serasah yang belum terdekomposisi jika terlalu banyak akan bersifat masam dan menghambat pertumbuhan. Selain itu juga diduga karena ada kandungan phenol dalam serasah Eucalyptus sehingga dapat bersifat allelopathy. Namun untuk hibrid E. urograndis nilai korelasi C-organik dengan peninggi sangat kecil 0,051 sehingga tidak akan berpengaruh banyak. 5. Derajat keasaman tanah (ph tanah) ph tanah berkorelasi positif secara nyata terhadap pertumbuhan tinggi tegakan hibrid E. urograndis sebesar 0,025. Artinya setiap peningkatan nilai ph sampai batas tertentu akan dapat meningkatkan peninggi tegakan sampai batas tertentu. Besaran ph tanah di lokasi penelitian termasuk asam berkisar 3,9 4,8. Hal ini menunjukkan bahwa hibrid E. urograndis dapat tumbuh lebih baik jika ph tanah ditingkatkan lagi. Namun demikian nilai korelasi yang terjadi sangat kecil sehingga pada ph rendah jenis ini masih dapat tumbuh dan beradaptasi dengan baik. Berdasarkan nilai korelasi dapat disimpulkan bahwa hara P dan Ca berkorelasi positif dengan pertumbuhan tegakan hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli sehingga penambahan hara P dan Ca akan meningkatkan pertumbuhan jenis tersebut sampai batas tertentu.

37 99 Selanjutnya, untuk melihat tingkat kecukupan atau tingkat kekritisan (defisiensi) kandungan hara dalam tanah dalam menyokong pertumbuhan hibrid E. urograndis telah dilakukan analisa jaringan daun. Jaringan daun tanaman digunakan karena pada daunlah proses fotosintesis terjadi. Di samping itu, daun merupakan salah satu tempat penyimpanan karbohidrat dan mineral (Dell et al. 2003). Menurut Fisher dan Binkley (2000) unsur-unsur hara pembatas pertumbuhan dapat didiagnosa melalui gejala visual pada daun tajuk pohon atau dari fakta sangat rendahnya konsentrasi unsur hara hasil analisis kimia susunan unsur-unsur hara pada daun. Hasil analisa daun dibandingkan dengan standar kisaran kecukupan dan kekritisan kadar unsur hara daun untuk hibrid E. urograndis hasil penelitian dari beberapa negara (Dell et al. 2003) yang dapat dilihat pada Tabel 25. Tabel 25 Perbandingan kadar hara pada jaringan daun dengan standar kadar hara normal untuk hibrid E. urograndis (%) Unsur hara (%) N P K Ca Mg Keterangan : D Kadar hara normal** (cukup) 1,8 2, 9 0,12 0,26 0,9 1,5 0,21 0,75 0,11 0,36 Kadar hara defisiensi** 0,8 1,3 0,08 0,10 0,2 0,6 < 0,1* 0,02 0,04 Kadar hara daun hasil penelitian ini Rotasi 1 Rotasi 2 1,21-1,33 (D) 1,26-1,34 (D) 0,14-0,22 (C) 0,17-0,23 (C) 1,65-1,98 (C) 1,84-2,08 (C) 0,14-0,36 (CD) 0,13-0,34 (CD) 0,08-0,15 (CD) 0,08-0,19 (CD) = defisiensi/sangat kurang; C = cukup; CD = marginal/kurang * = data dari E. grandis ** = data dikonversi ke dalam % Hasil analisis jaringan daun memperlihatkan bahwa tingkat status kadar hara daun sama antara rotasi 1 maupun rotasi 2 yaitu sangat kekurangan unsur hara N, cukup atau normal untuk hara P dan K dan status kurang atau marginal untuk unsur hara Ca dan Mg. Defisiensi hara N akan menghambat proses fotosintesis karena unsur hara N sangat dibutuhkan untuk pembentukan klorofil. Rendahnya N daun disebabkan oleh kadar unsur hara N dalam tanah rendah untuk dua kedalaman (0-20 cm dan 20-40cm), cara pemberian pupuk yang kurang tepat dan sifat N yang selalu bergerak. Pemberian pupuk yang tidak dibenamkan tetapi ditabur di sekitar tanaman akan mengakibatkan sebagian mudah terurai menjadi unsur-unsur berbentuk gas yang menguap ke udara. Unsur hara N bersifat selalu bergerak (mobile) sehingga N cepat berpindah dari daun ke batang

38 100 untuk pertumbuhan batang (Landsberg dan Gower 1997). Unsur hara P daun menunjukkan tingkat cukup, walaupun kadar P tersedia tanah sangat rendah. Hal ini menunjukkan bahwa hara P tersedia dalam tanah banyak terserap oleh akar tanaman atau kandungan P total tanah lebih besar namun tidak dalam bentuk yang mudah tersedia karena berada dalam kondisi terikat. Selain itu kemungkinan selama proses pertumbuhan, tanaman banyak menyerap unsur P terlarut yang berasal dari input pemupukan berupa rockfosfat, NPK dan TSP. Hasil lainnya adalah hara Ca dan Mg di daun termasuk kurang karena kadar hara Ca dan Mg dalam tanah rendah. Untuk melihat waktu terjadinya suatu tanaman kekurangan atau kecukupan suatu unsur hara, telah dilakukan analisis kandungan unsur hara pada daun muda yang telah berkembang penuh selama 8 bulan dari bulan April sampai Nopember pada semua kelas umur tegakan. Hasil analisa dibandingkan dengan kriteria kisaran kadar hara normal di beberapa Negara untuk pertumbuhan hibrid E. urograndis umur 1-2 tahun (Dell et al. 2003). Hasil sebaran kondisi hara daun dan status kualitas hara pada setiap unsur hara makro (N, P, K, Ca dan Mg) pada rotasi 1 dan rotasi 2 dapat dilihat pada Gambar 24 sampai Gambar 28.. Rotasi 1 Rotasi 2 1,40 1,40 N Total (%) 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Kadar defiesiensi 0,8-1,3 APRIL MEI JUNI JULI AGST SEPT OKT 1 th 2 th 3 th 4 th NOP 5 th N Total (%) 1,20 Kadar defiesiensi 0,8-1,3 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20-1 th 2 th 3 th 4 th 5 th APRIL MEI JUNI JULI AGST SEPT OKT NOP Umur (tahun) Umur (tahun) Gambar 24 Status hara makro Nitrogen daun hibrid E. urograndis.

39 101 Rotasi 1 Rotasi 2 0,30 0,30 0,25 Kadar normal 0, 12-0,26 0,25 Kadar normal 0,12-0,26 P (%) 0,20 0,15 0,10 APRIL MEI JUNI JULI AGST P (%) 0,20 0,15 0,10 APRIL MEI JUNI JULI AGST 0,05 SEPT OKT 0,05 SEPT OKT 0,00 NOP 1 th 2 th 3 th 4 th 5 th Umur (tahun) 0,00 1 th 2 th 3 th 4 th 5 th NOP Umur (tahun) Gambar 25 Status hara makro Fosfor daun hibrid E. urograndis. Kadar normal 0,9 1,5 Gambar 26 Status hara makro Kalium daun hibrid E. urograndis.

40 102 Rotasi 1 0,40 Kadar normal 0,21-0,75 0,35 Kadar normal 0,21 0,75 Ca (%) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 1 th 2 th 3 th 4 th Umur (tahun) 5 th APRIL MEI JUNI JULI AGST SEPT OKT NOP Gambar 27 Status hara makro Kalsium daun hibrid E. urograndis. Mg (%) 0,20 Kadar normal 0,11-0,36 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 1 th Rotasi 2 2 th 3 th 4 th Umur (tahun) 5 th APRIL MEI JUNI JULI AGST SEPT OKT NOP Gambar 28 Status hara makro Magnesium daun E. urograndis.

41 103 Kandungan N total daun hibrid E. urograndis termasuk sangat rendah dan masuk katagori sangat kurang (defisiensi) selama 8 bulan pengamatan terutama pada bulan April dan Mei pada saat tanaman masih muda umur 1-2 tahun rawan akan kekurangan N. Hal ini menunjukkan bahwa ketersediaan hara N tanah tidak mencukupi untuk pertumbuhan optimal karena N merupakan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak terutama untuk pembentukan tajuk. Selain itu hibrid E. urograndis tidak bersifat menfiksasi N dari udara sehingga kebutuhan hara N hanya diserap dari tanah dan dari input hara N yang diberikan. Apabila kandungan N daun kurang maka tanaman tumbuh tidak optimal karena sel-sel secara individu mengecil dan dinding menebal serta proses reproduksi dan pelayuan berlangsung lebih cepat (Hikosaka et al. (2002). Menurut Cavelier (1996) dalam Hikosaka et al. (2002) pada saat kandungan N daun dalam keadaan rendah maka penyerapan CO2 total pohon menjadi rendah. Oleh karena itu dikatakan bahwa N merupakan indikator biokimia yang kuat untuk proses fotosintesis. Selanjutnya, Kadar P dan K daun relatif konstan selama 8 bulan pengamatan dan termasuk katagori normal atau cukup, sedangkan kadar Ca dan Mg termasuk katagori marginal karena berada pada kisaran kadar antara cukup dan defisiensi. Kadar hara Ca berbanding terbalik dengan kadar hara Mg dimana kadar hara Ca pada bulan April sampai Agustus dalam kondisi cukup dan bulan September sampai Nopember dalam kondisi marginal, sedangkan kadar hara Mg daun pada umumnya untuk bulan April sampai Agustus dalam kondisi marginal dan mulai September sampai November dalam keadaan cukup. Pada tanaman Eucalyptus, defisiensi unsur hara akan menyebabkan pertumbuhan tanaman merana dan akan tampak dalam gejala visual berupa daun yang mengalami nekrosis (Dell et al. 2003). Berdasarkan hasil pengamatan langsung di lapangan terhadap warna daun menunjukkan bahwa daun umur muda (1 sampai 2 tahun) berwarna hijau muda kekuningan tetapi umur tegakan 3 tahun ke atas warna daun umumnya hijau tua. Hal ini menunjukkan bahwa pada umur tegakan muda terjadi kekurangan unsur hara N yang diserap daun. Menurut Dell et al. (2003) dan Sarwono (2010), tanaman yang kekurangan unsur hara N mengakibatkan warna daun hijau pucat dan daun yang sebelah

42 104 bawah tajuk akan berubah menjadi hijau kuning atau coklat muda. Kekurangan hara Ca tampak pada daun-daun yang masih muda, pada batang dan akar dekat titik tumbuh. Kekurangan hara Mg menyebabkan daun tanaman menjadi berwarna kemerahan dan kadang-kadang timbul bercak-bercak nekrotik pada daun-daun muda maupun daun-daun tua. Untuk tanaman jenis Eucalyptus gejala defisiensi Mg pertama sekali muncul pada daun-daun yang telah mengembang penuh dan bila defisiensi lebih parah maka gejala tersebut akan terlihat pula pada daun-daun yang masih muda (Dell et al. 2003; Sugiharso dan Rusmilah 1982 ). Dapat disimpulkan bahwa yang menjadi faktor pembatas utama dalam pertumbuhan dan produktivitas hibrid E. urograndis di sektor Aek Nauli adalah unsur hara N (sangat kurang) disusul hara Ca dan Mg (kurang) sehingga perlu penambahan hara N, Ca dan Mg. Menurut Fisher dan Binkley (2000), produktivitas hutan dibatasi oleh supplai satu atau lebih nutrisi hara hampir dalam semua hutan dan pertumbuhan hutan sering dibatasi oleh ketersediaan hara N dan P. Dell et al. (2003) menyatakan bahwa pada umumnya di Indonesia tegakan Eucalyptus mengalami kekurangan unsur hara makro N, P, K dan Mg yang mengakibatkan gugur daun sebelum waktunya. Hasil penelitian lain untuk jenis yang sama di Congo, faktor pembatas pertumbuhan hibrid E. urograndis adalah unsur hara Ca tanah (Nzilla et al dalam Matondo et al. 2005), sedangkan hasil penelitian Koranto (2003), menyatakan bahwa faktor-faktor pembatas dalam pertumbuhan tegakan G. arborea di Kalimantan adalah unsur hara N dan P. Oleh karena itu, pengelolaan nutrisi hutan yang baik merupakan salah satu kunci sukses dalam pengelolaan hutan komersial (Evans 1995). Potensi Kandungan Hara Pada Hutan Tanaman Hibrid E. urograndis Kadar unsur hara Dalam penelitian ini, kadar unsur hara atau konsentrasi hara di lahan bertegakan hibrid E. urograndis dibatasi hanya unsur-unsur hara makro yang terkandung pada tegakan bagian atas (batang, cabang, ranting, daun dan buah) dan unsur hara di bawah tegakan (tanah, serasah dan humus). Unsur hara pada tanaman bawah tidak dihitung dengan asumsi bahwa tanaman bawah sama dan

43 105 akan tetap ada di lahan. Nilai rata-rata kadar unsur hara makro (N, P, K, Ca dan Mg) pada setiap bagian tegakan dan di bawah tegakan disajikan pada Gambar 29 sampai Gambar 33 yang dapat dilihat pada Lampiran 4. T cm T 0-20 cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang B d<5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dstd R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 29 Kadar unsur hara Nitrogen pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis. T cm cm T 0-20 cm 0-20 cm Humus Humus Serasah Bunga+Buah Serasah Daun Bunga+Buah Ranting Daun Cabang B Ranting d<5cm B Cabang d 5cm Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dstd R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 30 Kadar unsur hara Fosfor pada bagian tegakan dan di bawah tegakan E. urograndis.

44 cm T cm T 0-20 cm cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang Cabang B d<5cm B d<5cm B d 5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dst R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 31 Kadar unsur hara Kalium pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis. T cm cm T 0-20 cm cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang B d<5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dst R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 32 Kadar unsur hara Calsium pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis.

45 107 T T cm cm T T cm cm Humus Humus Serasah Serasah Bunga+Buah Bunga+Buah Daun Daun Ranting Ranting Cabang Cabang B d<5cm B B d<5cm d 5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dst R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 33 Kadar unsur hara Magnesium pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis. Kadar unsur hara makro yang terkandung di tegakan lebih banyak dibanding yang ada dalam tanah. Susunan kadar unsur hara N dari yang terbanyak ke yang sedikit adalah humus > daun > serasah > ranting > cabang > batang berdiameter kurang dari 5 cm > batang berdiameter sama dan lebih besar 5 cm > lapisan tanah 0-20 cm > lapisan tanah cm. Susunan kadar unsur hara P dan Mg sama yaitu humus > serasah > daun > ranting > cabang > batang diameter kurang 5 cm > batang diameter sama dan lebih 5 cm > tanah lapisan atas > tanah lapisan bawah. Susunan kadar hara K daun > serasah > cabang > ranting> humus > batang diameter kurang 5 cm > batang diameter sama dan lebih 5 cm > tanah lapisan atas > tanah lapisan bawah. Susunan kadar hara Ca terbesar pada daun > ranting > cabang > batang diameter kurang 5 cm > batang diameter sama dan lebih 5 cm > humus > serasah > tanah lapisan atas > tanah lapisan bawah.

46 108 Daun, humus dan serasah mempunyai kadar hara yang lebih tinggi karena daun merupakan tempat proses fotosintesis berlangsung. Sementara di batang, semakin besar ukuran diameter bagian tegakan (batang, cabang dan ranting) maka kadar hara semakin kecil, begitu juga kadar hara tanah semakin dalam semakin kecil. Kadar unsur hara makro pada bagian tegakan secara statistik tidak berbeda nyata kecuali unsur hara N dan hasil uji beda dapat dilihat pada Lampiran 11. Jumlah kandungan hara Jumlah kandungan hara di HTI hibrid E. urograndis. Perhitungan potensi jumlah kandungan unsur hara makro essensial pada bagian tegakan dan yang ada di bawah tegakan dilakukan dengan mengkalikan antara kadar hara dengan berat kering biomassa untuk biomassa tegakan, serasah dan humus, sedangkan untuk lapisan tanah kadar hara dikalikan dengan berat jenis tanah dan volume tanah. Kandungan hara pada tegakan menggambarkan sebagian jumlah hara yang diserap tegakan sedangkan kandungan hara di bawah tegakan menggambarkan ketersediaan atau cadangan hara untuk menunjang pertumbuhan tanaman. Rata-rata potensi jumlah kandungan hara N total, P tersedia, K, Ca dan Mg pada tegakan dan di bawah tegakan dapat dilihat pada Lampiran 9 dan Gambar 34 sampai Gambar 38. T cm T 0-20 cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang Keterangan : R1-1...dst `= Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,,dst R2-1...dst `= Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm ````= Batang diameter 5cm ; B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 34 Jumlah kandungan unsur hara Nitrogen yang terkandung pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis.

47 109 T cm T 0-20 cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang B d<5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst = Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,dst R2-1...dst = Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm = Batang diameter 5cm, dan B d<5cm = Batang diameter<5cm. Gambar 35 Jumlah kandungan unsur hara Fosfor yang terkandung pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis. Jumlah kandungan K (kg/ha T T cm T 0-20 T 0-20 cm Humus Humus Serasah Bunga+Buah Buah Daun Ranting Ranting Cabang Cabang B d<5cm B d<5cm B d 5cm B d>5cm R1-1 R2-1 R1-2 R2-2 R1-3 R2-3 R1-4 R2-4 R1-5 R2-5 Keterangan : R1-1...dst = Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,dst R2-1...dst = Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm = Batang diameter 5cm, dan B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 36 Potensi jumlah unsur hara Kalium yang terkandung pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis.

48 110 Jumlah kandungan Ca (kg/ha) T T cm T T 0-20 cm Humus Serasah Bunga+Buah Buah Daun Ranting Cabang B B d<5cm B B d>5cm d 5cm R1-1 R2-1 R1-2 R2-2 R1-3 R2-3 R1-4 R2-4 R1-5 R2-5 Keterangan : R1-1...dst = Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,dst R2-1...dst = Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm = Batang diameter 5cm, dan B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 37 Potensi jumlah unsur hara Calsium yang terkandung pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis. T cm T 0-20 cm Humus Serasah Bunga+Buah Daun Ranting Cabang B d<5cm B d 5cm Keterangan : R1-1...dst = Rotasi 1 pada umur 1 tahun,,,dst R2-1...dst = Rotasi 2 pada umur 1 tahun,,,dst T 0-20 cm ``= Tanah kedalaman 0-20cm; T cm = tanah kedalaman 20-40cm B d 5cm = Batang diameter 5cm, dan B d<5cm = Batang diameter<5cm Gambar 38 Potensi jumlah unsur hara Magnesium yang terkandung pada bagian tegakan dan di bawah tegakan hibrid E. urograndis.

49 111 Jumlah kandungan hara pada tegakan semakin besar sejalan dengan bertambahnya umur tegakan, sedangkan jumlah kandungan hara di dalam tanah berkurang dengan semakin besarnya biomassa pohon. Kandungan hara tanah berkurang karena terjadi penyerapan hara oleh tanaman untuk pertumbuhan. Jumlah kandungan unsur hara P dan hara K terbanyak pada batang berdiameter 5 cm yang dipanen di banding yang ada pada lapisan tanah, sedangkan jumlah kandungan hara N, Ca dan Mg yang terdapat di tanah lebih besar, namun jika terus menerus dalam jangka pendek hasil panen di bawa keluar ekosistem maka akan mengakibatkan penurunan kualitas tapak yang ditandai dengan jumlah kandungan hara tanah yang menurun. Dari data jumlah kandungan hara (Gambar 34 sampai 38), dapat diketahui jumlah hara yang tersimpan dalam tegakan, jumlah hara yang hilang akibat pemanenan, jumlah hara yang tersimpan di bawah tegakan sebagai cadangan hara, dan kebutuhan hara minimal untuk pertumbuhan hibrid E. urograndis. Jumlah hara dalam tegakan. Total unsur hara dalam tegakan dihitung berdasarkan penjumlahan unsur-unsur hara yang terkandung pada bagian tegakan dan disajikan pada Tabel 26. Tabel 26 Jumlah unsur hara dalam tegakan hibrid E. urograndis pada berbagai umur tegakan Rotasi Umur N total P K Ca Mg (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha ,91 9,25 90,59 27,29 1, ,36 56,26 537,06 182,01 14, ,15 80,97 717,01 237,29 17, ,54 83, ,50 306,82 29, ,90 147, ,24 585,27 43, ,32 22,14 203,07 53,59 5, ,47 66,13 575,52 174,29 16, ,78 113, ,00 310,26 28, ,61 109, ,92 352,46 35, ,46 167, ,05 431,25 42,31 Jumlah hara terbawa panen. Jumlah unsur hara yang terkandung pada tegakan hibrid E. urograndis sebagian besar akan hilang dari ekosistem melalui pemanenan, terutama pada batang dan kulit karena komponen itu merupakan penyusun utama biomassa tegakan dan penimbun utama unsur-unsur hara

50 112 (Ruhiyat 1993). Jumlah hara yang hilang melalui pemanenan merupakan jumlah hara yang ada pada batang berdiameter 5 cm yang disajikan pada Tabel 27. Tabel 27 Unsur hara yang hilang melalui panen umur 5 tahun Rotasi N total P K Ca Mg (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha 1 761,82 114, ,36 505,61 34, ,79 146, ,98 377,06 36,68 Unsur hara yang hilang melalui panen sangat besar pada setiap kegiatan pemanenan di lakukan. Pemanenan yang terus menerus dengan daur yang pendek menyebabkan sejumlah hara ke luar ekosistem sehingga berpengaruh terhadap ketersediaan hara dan kualitas tapak. Agar penurunan kualitas tapak tidak terjadi, maka kehilangan hara melalui panen harus diganti melalui input hara setara dengan hara yang terkandung dalam kayu yang di panen. Hasil di atas lebih besar jika dibandingkan dengan hasil panen pada salah satu jenis tetuanya E. urophylla umur 7 tahun di tempat yang sama dengan hasil panen sebesar 427,2 kg N/ha; 116,83 kg P/ha; 792 kg K/ha; 19,8 kg Ca/ha dan 9,9 kg Mg/ha (Napitupulu 1995). Perbedaan ini lebih disebabkan pengaruh faktor genetik dari bibit unggul hibrid E. urograndis yang digunakan, dimana secara genetik E. urograndis lebih unggul dalam pertumbuhan sebesar 17,69%. Jumlah hara dalam sisa tebangan. Biomassa bagian jaringan tanaman dari tegakan hutan tanaman hibrid E. urograndis seperti batang diameter kecil < 5cm, cabang, ranting, daun, buah dan bunga merupakan sisa tebangan yang ditinggal di lahan dan merupakan unsur hara yang masuk ke lahan sebagai pupuk karena di sektor Aek Nauli sisa tebangan tidak dimanfaatkan dan dibiarkan tetap berserakan di lantai hutan pasca penebangan. Hal ini berarti bahwa sisa tebangan merupakan tambahan input unsur hara yang akan menambah ketersediaan hara tanah pada rotasi berikutnya. Mengembalikan sisa tebangan berarti mengembalikan unsur unsur hara agar kerusakan yang terjadi sekecil mungkin dan diharapkan keseimbangan sistem di lahan tidak mengalami gangguan yang berarti. Jumlah unsur hara yang masuk ke lahan dari biomassa sisa tebangan (tidak termasuk akar) dapat dilihat pada Tabel 28.

51 113 Tabel 28 Unsur hara yang masuk ke lahan dari sisa tebangan Rotasi N total P K Ca Mg (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) 1 198,08 33,13 300,88 79,66 8, ,07 20,43 103,07 54,19 5,63 Unsur hara yang masuk lahan pasca penebangan pada daur tebang 5 tahun sekitar 198 kg N/ha; 33 kg P/ha; 300 kg K/ha; 80 kg Ca/ha dan 9 kg Mg/ha pada rotasi 1 dan pada rotasi 2 lebih sedikit yaitu sekitar 111 kg N/ha ; 20 kg P/ha; 103 kg K/ha; 54 kg Ca/ha dan 6 kg Mg/ha. Unsur hara yang masuk dari sisa tebangan ke lahan tidak terjadi secara langsung tetapi secara bertahap karena dipengaruhi oleh laju dekomposisi dari sisa tebangan tersebut. Kebutuhan hara hibrid E. urograndis. Serapan hara dapat menggambarkan kisaran kebutuhan hara untuk pertumbuhan tanaman hibrid E. urograndis sampai akhir daur. Serapan hara dihitung dengan menjumlahkan kandungan hara yang ada di tegakan dengan jumlah hara dari serasah yang jatuh selama tanaman tumbuh, disajikan pada Tabel 29. Tabel 29 Serapan hara kumulatif pada berbagai umur tegakan hibrid E. urograndis Rotasi Umur N total P K Ca Mg (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha (kg)/ha ,52 18,30 133,75 32,19 7, ,73 76,36 625,55 191,13 28, ,64 111,84 853,90 251,77 40, ,31 128, ,58 327,31 61, ,62 204, ,02 610,58 83, ,80 34,35 248,90 57,99 13, ,46 91,13 673,51 184,53 32, ,05 154, ,30 328,46 53, ,20 169, ,92 380,62 72, ,42 240, ,54 465,92 88,23 Untuk mencapai pertumbuhan sampai volume sekitar 160 m3/ha rotasi 1 dan 142 m3/ha rotasi 2 dengan daur 5 tahun, hibrid E. urograndis di Aek Nauli membutuhkan atau menyerap unsur hara minimal sekitar 1153 kg N/ha, 204 kg P/ha, 1845 kg K/ha, 610 kg Ca/ha, 83 kg Mg/ha pada rotasi 1 dan 1106 kg N/ha, 240 kg P/ha, 1798 kg K/ha, 406 kg Ca/ha, 88 kg Mg/ha pada rotasi 2. Berdasarkan hasil di atas dapat disimpulkan bahwa jumlah serapan hara terbanyak

52 114 untuk memenuhi kebutuhan unsur hara selama tumbuh tanaman hibrid E. urograndis adalah unsur hara K > N > Ca > P > Mg. Jumlah hara di bawah tegakan. Kandungan unsur hara tanah sampai kedalaman 40 cm merupakan potensi hara yang dapat digunakan tanaman dan disajikan pada Tabel 30, sedangkan kandungan unsur hara yang berada di bawah tegakan merupakan cadangan unsur hara keseluruhan dihitung dengan menjumlahkan unsur hara pada lapisan serasah, lapisan humus dan unsur hara pada lapisan tanah yang disajikan pada Tabel 31. Tabel 30 Jumlah kandungan hara tanah sampai kedalaman 40 cm Rotasi Umur Jumlah kandungan hara tanah 0-40 (kg/ha) (thn) N P K Ca Mg ,00 13,44 750, ,33 701, ,00 30,06 760, , , ,00 17,89 621, ,00 714, ,00 13,46 580, ,27 750, ,00 11,42 806, ,20 495, ,33 40,30 662, ,00 649, ,67 36,19 641, ,56 714, ,67 27,15 817, , , ,67 15,80 670, ,61 847, ,00 21,38 679, ,21 333,78 Tabel 31 Jumlah kandungan hara di bawah tegakan hibrid E. urograndis Rotasi Umur (thn) jumlah kandungan hara di bawah tegakan (kg/ha) N P K Ca Mg ,59 167, , ,35 818, ,60 269, , , , ,01 205, , ,99 878, ,19 131,37 902, ,95 849, ,18 152, , ,72 595, ,84 290, , ,67 841, ,88 239, , ,30 877, ,63 96, , , , ,67 183, , ,99 971, ,54 184, , ,26 473,40 Pada daur tebang 5 tahun, jumlah unsur hara tanah N, K, Ca dan Mg tampak menurun dari rotasi 1 ke rotasi 2, kecuali unsur hara P naik. Jumlah kandungan hara N menurun sebanyak 1258 kg N/ha (24%), K sebesar 127 kg

53 115 K/ha (16%), Ca sebesar 116 kg Ca/ha (6%) dan hara Mg sebesar 161 kg Mg/ha (16%). Penurunan jumlah kandungan unsur hara N, K, Ca dan Mg lebih disebabkan karena unsur hara tersebut diserap tegakan dalam jumlah banyak untuk pertumbuhan yang sebagian besar (86-90%) hilang bersamaan dengan pengangkutan hasil panen ke luar lahan, sedangkan peningkatan hara P (10 kg/ha) diduga bersumber dari masukan hara P hasil dekomposisi sisa tebangan, dari pemupukan yang dilakukan sebanyak 63 kg P/ha, adanya simbiosis dengan mikoriza dan akibat ph tanah meningkat dari rotasi 1 ke rotasi 2 yang dapat meningkatkan hara P dari yang tidak tersedia menjadi tersedia bagi tanaman. Produktivitas dan Laju Dekomposisi Serasah hibrid Eucalyptus urograndis Produktivitas serasah Rata-rata produksi total serasah hibrid E. urograndis dihitung berdasarkan jumlah serasah yang jatuh ke lantai hutan per satuan waktu (Lampiran 12). Jumlah serasah yang jatuh setiap umur tegakan disajikan pada Tabel 32, sedangkan jumlah serasah selama tegakan tumbuh dihitung dengan menjumlahkan produksi serasah secara kumulatif yang dapat dilihat pada Tabel 33. Tabel 32 Produktivitas dan jumlah kandungan hara serasah hibrid E. urograndis Rotasi Umur (thn) Produksi serasah (kg/ha/thn) N (kg/ha) P (kg/ha) K (kg/ha) Ca (kg/ha) Mg (kg/ha) ,61 9,05 43,16 4,90 5, ,76 11,05 45,33 4,22 7, ,12 10,77 48,4 5,36 8, ,28 13,46 64,19 6,01 9, ,95 12,62 54,7 4,82 8, ,48 12,21 45,83 4,4 7, ,51 12,79 52,16 5,84 7, ,28 15,62 64,31 7,96 8, ,32 19,74 79,70 9,96 12, ,37 12,85 54,49 6,51 8,99

54 116 Tabel 33 Masukan unsur hara dari serasah selama umur tegakan hibrid E. urograndis Rotasi Umur N total P K Ca Mg (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) ,61 9,05 43,16 4,90 5, ,37 20,1 88,49 9,12 13, ,49 30,87 136,89 14,48 22, ,77 44,33 201,08 20,49 32, ,72 56,95 255,78 25,31 40, ,48 12,21 45,83 4,40 7, , ,99 10,24 15, ,27 40,62 162,3 18,2 24, ,59 60, ,16 36, ,96 73,21 296,49 34,67 45,92 Produktivitas serasah tegakan hibrid E. urograndis di lokasi penelitian berkisar antara 3,5-5,3 ton/ha/tahun pada rotasi 1 dan sekitar 3,7-6,2 ton/ha/tahun pada rotasi 2. Secara statistik jumlah produksi serasah antara rotasi 1 dan 2 serta antar umur 1 sampai dengan umur 5 tahun tidak berbeda nyata (p > 0,050). Umur tanaman 1 tahun menunjukkan produksi serasah yang paling kecil (3,6-3,7 ton/ha/tahun) dibanding umur 2 tahun (4,1 ton/ha/tahun), umur 3 tahun (4,4-4,8 ton/ha/tahun), umur 4 tahun (5,3-6,2 ton/ha/tahun) dan umur 5 tahun (4,4-4,7 ton/ha/tahun). Hasil di atas hampir sama dengan hasil penelitian Barlow et al. (2007) pada tegakan E. urophylla umur 4-5 tahun di Brazil yang menghasilkan litterfall sebanyak sekitar 4,5 ton/ha/tahun. Produksi serasah pada tegakan hibrid E. urograndis umur 8 tahun rotasi 1 sebanyak 6,8 ton/ha/thn di Congo dan sebanyak 2-3 ton/ha/tahun untuk daerah kering atau mediteran seperti di Senegal, Morocco dan Portugal (Bernhard-Reversat et al. 2001). Hal ini menunjukkan kedekatan sifat genetik tanaman jenis Eucalyptus dalam hal kisaran kemampuan memproduksi serasah. Produktivitas serasah dipengaruhi oleh faktor lingkungan terutama curah hujan, suhu dan faktor kesuburan tanah di samping faktor genetik tanaman. Produksi serasah tertinggi terjadi pada bulan Juni pada saat rata-rata curah hujan sebesar 106 mm/bulan dan suhu udara 29,83 0 C. Hubungan curah hujan dan produktivitas serasah dapat dilihat pada Gambar 39 sampai Gambar 43.

55 117 Gambar 39 Hubungan antara produksi serasah dengan curah hujan pada umur 1 tahun hibrid E. urograndis. Gambar 38 Hubungan antara produksi serasah dan curah hujan pada umur 2 tahun E. urograndis. Curah hujan (mm/bln) Gambar 40 Hubungan antara produksi serasah dengan curah hujan pada umur 2 tahun hibrid E. urograndis. Gambar 41 Hubungan produksi serasah dengan curah hujan pada umur 3 tahun hibrid E. urograndis.

56 118 Gambar 42 Hubungan produksi serasah dengan curah hujan pada umur 4 tahun hibrid E. urograndis. Gambar 43 Hubungan produksi serasah dan curah hujan pada umur 5 tahun hibrid E. urograndis. Dari gambar terlihat jelas bahwa semakin tinggi curah hujan maka produksi serasah yang jatuh relatif menurun dan sebaiknya semakin kering lingkungan maka produksi serasah semakin banyak.

57 119 Laju dekomposisi serasah Laju dekomposisi. Konstanta laju dekomposisi serasah hibrid E. urograndis pada setiap umur tegakan per bulan berkisar antara 0,129 0,173 pada rotasi 1 dan pada rotasi 2 sekitar 0,094-0,145 sehingga waktu yang diperlukan untuk mendekomposisi serasah yang jatuh bervariasi antara bulan. Data konstanta laju dekomposisi dan waktu sampai sekitar 99% terdekomposisi dapat dilihat pada pada Tabel 34. Tabel 34 Laju dekomposisi (k) serasah hibrid E. urograndis Rotasi Umur (thn) Persamaan 409,5e -0,129t 388,5e -0,173t 394,5e -0,140t 419,5e -0,168t 428,0e -0,161t 414,0e -0,114t 372,0e -0,130t 404,4e -0,144t 385,5e -0,145t 369,5e -0,094t R 2 (%) k per bulan 0,129 0,173 0,140 0,168 0,161 0,114 0,130 0,144 0,145 0,094 Half life (bulan) 5,37 4,01 4,71 4,12 4,30 6,08 5,02 4,81 4,78 7,36 99% (bulan) 35,70 26,62 31,32 27,41 28,60 40,39 33,37 31,98 31,76 48,94 Laju dekomposisi serasah hibrid E. urograndis tergolong relatif lambat dibanding dengan laju dekomposisi A. mangium yang nilai konstantanya sebesar 0,229 pada tegakan berumur 8 tahun (Mindawati 1996) dan jenis E. urophylla sebesar 0,316 (Napitupulu 1995). Laju dekomposisi serasah hibrid E. urograndis tergolong lambat diduga disebabkan karena lokasi plot penelitian berada pada daerah pegunungan dengan ketinggian sekitar 1200 meter dari permukaan laut dengan curah hujan yang tinggi > 2800 mm/tahun menyebabkan kecepatan penguraian bahan organik dan pelapukan mineral berjalan lambat. Lambatnya dekomposisi hibrid E. urograndis lebih menguntungkan karena menurut pendapat Stallings (1959) dalam Suwardjo (1981) bahan organik yang cepat melapuk akan memberikan pengaruh maksimal selama hari saja dalam pembentukan agregat tanah, sedangkan bahan organik yang lambat terdekomposisi akan memberikan pengaruh relatif lebih lama dalam menstabilkan agregat tanah. Laju dekomposisi serasah hibrid E. urograndis yang lambat dapat dilihat dari nilai ratio antara C dan N serta dari bobot serasah yang hilang atau penyusutan bobot

58 120 selama 4 bulan pengamatan (Gambar 44). Semakin rendah nilai C/N maka semakin tinggi jumlah bobot serasah yang hilang yang berarti serasah yang terdekomposisi semakin banyak. Rotasi 1 Rotasi C / N C / N t h C / N t h C / N t h 0 t h Bulan ke Bulan ke Keterangan : BH = bobot yang hilang Gambar 44 Hubungan nilai ratio C/N dengan bobot serasah yang hilang selama dekomposisi. 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 k per bulan R 1 K per bulan R 2 m.o (10^8) R 1 m.o (10^8) R 2 0,05 0,00 1 th 2 th 3 th 4 th 5 th Gambar 45 Hubungan laju dekomposisi dengan jumlah mikroorganisme tanah.

59 121 Laju dekomposisi dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban, unsur hara tapak serta keragaman jenis mikroorganisme dalam tanah (Alexander 1977). Hubungan antara jumlah mikroorganisme dengan koefisien laju dekomposisi serasah dapat dilihat pada Gambar 45. Pelepasan hara dari serasah: Pelepasan hara selama proses dekomposisi bahan organik (4 bulan pengamatan) dihitung berdasarkan jumlah hara yang terkandung dalam serasah yang ada pada saat waktu pengamatan dibanding dengan jumlah hara dalam serasah saat awal penelitian di mulai (Tabel 35). Tabel 35 Pelepasan hara selama 4 bulan dekomposisi Rotasi 1 Pelepasan unsur hara (%) N P K Ca Mg 29,55 29,89 42,37 7,59 35, ,86 30,89 37,14 3,60 18,25 Pelepasan hara terbesar dari serasah pada proses dekomposisi mempunyai pola yang sama antara rotasi 1 dan 2 yaitu berturut-turut dari besar ke kecil adalah sebagai berikut : unsur hara K > N > P > Mg > Ca. Kecepatan suatu unsur hara lepas dari serasah berhubungan erat dengan tingkat mobilitas hara. Kalium adalah hara yang paling cepat hilang karena K merupakan hara yang sangat mobil baik pada jaringan tanaman maupun di dalam tanah serta mudah tercuci (Rusdiana 2007). Hal ini mendukung pendapat Dell et al. (2003) bahwa unsur hara N, P dan K mempunyai sifat sangat mobil dalam phloem Eucalyptus, sedangkan unsur hara Ca bersifat immobil dan unsur hara Mg bersifat tidak tetap (variebly mobile). Erosi dan Aliran Permukaan di bawah Tegakan Hibrid E. urograndis Unsur hara yang hilang terbawa erosi dan aliran permukaan. Kehilangan unsur hara dapat juga terjadi oleh sebab proses erosi (sedimentasi) dan aliran permukaan. Unsur hara yang tidak larut dalam air akan terbawa melalui erosi atau sedimentasi, sedangkan unsur-unsur hara yang mudah larut dalam air akan segera terbawa bersama aliran permukaan. Pengukuran erosi dan aliran permukaan tidak dibedakan antar rotasi dengan asumsi bahwa antara rotasi 1 dan 2 relatif sama karena kondisi edafik dan topografi sama. Rata-rata aliran

60 122 permukaan dan erosi tanah yang terjadi di lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar ,26 357,95 307,61 300,89 278,98 271,59 194,53 253,11 141,12 134,52 1 thn 2 thn 3 thn 4 thn 5 thn Umur Aliran permukaan (m3/ha/thn) Erosi (kg/ha/thn) Gambar 46 Jumlah aliran permukaan dan erosi di bawah tegakan hibrid E.urograndis. Jumlah erosi dan aliran permukaan yang terjadi di bawah tegakan hibrid E. urograndis menurun sejalan dengan peningkatan umur tegakan. Penurunan jumlah erosi berbeda nyata antara umur 1 tahun dengan umur 3 tahun, tetapi tidak berbeda nyata untuk umur tegakan 4 dan 5 tahun yang besarnya berkisar kg/ha/tahun. Penurunan jumlah aliran permukaan tidak terlalu tajam antar umur tanaman muda dengan umur tua 5 tahun yaitu sekitar m3/ha/tahun dan tidak berbeda nyata. Hal ini karena dengan semakin tua umur tegakan maka penutupan tajuk semakin baik sehingga dapat melindungi tanah dari tenaga kinetik hujan. Selain itu, penumpukan serasah di atas permukaan tanah semakin banyak dengan bertambahnya umur tegakan yang dapat berfungsi sebagai penahan air hujan yang jatuh dan menghambat laju erosi dan aliran permukaan. Menurut Wiersum (1984) tingkat erosi dalam hutan tropis dan sub tropis rata-rata sebesar 0,3 ton/ha/tahun (berkisar antara 0,03 sampai maksimal 6,2 ton/ha/tahun), sedangkan di hutan tanaman tidak terganggu dan memiliki lapisan organik yang berkembang dengan baik, tingkat erosi tahunan rata-rata sekitar 0,6 ton/ha. Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No. 150 tahun 2000, erosi yang diijinkan di hutan tanaman sebesar < 9 ton/ha/thn. Jika dibandingkan dengan erosi hasil penelitian ini, besar erosi di hutan tanaman hibrid E. urograndis masih jauh

61 123 lebih rendah dari batasan laju erosi yang diizinkan. Demikian pula bila dibandingkan dengan erosi yang terjadi di hutan tanaman A. mangium di PT. Arara Abadi sebesar 0,28-0,38 ton/ha/tahun (Mindawati dan Pratiwi 2008), maka erosi di bawah tegakanhibrid E. urograndis ini pada saat umur tegakan muda sampai 2 tahun erosi terjadi relatif sama tetapi saat tegakan berumur di atas 2 tahun erosi lebih kecil. Hal ini disebabkan di lokasi penelitian kelerengan lahan relatif datar (0-14%), jenis tanah Inceptisol yang mempunyai sifat tanah bersolum cukup dalam sekitar 75 cm dan cara-cara persiapan lahan yang dilakukan dengan membiarkan sisa tebangan tetap berserakan di lahan serta tanaman bawah yang hanya disemprot dengan herbisida sehingga dapat menghambat laju erosi dan aliran permukaan. Besaran hara yang hilang dari sistem lahan bertegakan hibrid E. urograndis melalui erosi dan aliran permukaan dihitung melalui penjumlahan kandungan hara dari erosi dan aliran permukaan, disajikan pada Tabel 36. Sedangkan besaran kumulatif erosi, aliran permukaan dan jumlah hara yang hilang sampai umur tegakan tertentu dapat dilihat pada Tabel 37. Kandungan unsur hara yang hilang melalui aliran permukaan dan erosi tidak selalu menurun dari umur tegakan muda 1 tahun ke tegakan umur tua, tetapi secara kumulatif jumlah unsur hara yang hilang melalui aliran permukaan dan erosi meningkat dengan lamanya tegakan tumbuh. Jumlah unsur hara yang terbawa aliran permukaan dan erosi berfluktuasi antar umur tegakan dan sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan terutama oleh curah hujan yang terjadi. Unsur hara yang hilang melalui aliran permukaan lebih besar dibanding hara yang hilang melalui erosi. Hal ini dapat dimengerti karena air hujan akan mengikis hara di permukaan yang besarannya sangat tergantung pada lebar tajuk dan serasah di lantai hutan. Lebar tajuk dan serasah berfungsi sebagai penahan aliran air hujan sebelum ke permukaan tanah.

62 124 Tabel 36 Unsur hara terlarut dari erosi dan aliran permukaan setiap umur tegakan hibrid E. urograndis Parameter umur Erosi (kg/ha) Aliran permukaan (m3/ha) Besarnya 357,95 300,89 194,53 141,12 134,52 326,26 307,61 278,61 271,59 253,11 Unsur hara yang hilang (kg/ha) N P K Ca Mg 0,25 0,0003 0,11 0,21 0,010 0,27 0,0002 0,09 0,15 0,006 0,16 0,0001 0,04 0,08 0,004 0,16 0,0001 0,04 0,10 0,006 0,12 0,0001 0,04 0,07 0,003 0,85 0,68 0,68 0,69 0,64 0,13 0,11 0,11 0,11 0,11 1,00 0,87 1,24 0,67 0,98 0,52 0,37 0,31 0,23 0,27 0,08 0,06 0,09 0,05 0,09 Tabel 37 Jumlah kumulatif dan unsur hara yang hilang melalui erosi dan aliran permukaan selama umur tegakan Parameter Erosi (kg/ha) Aliran permukaan (m 3 /ha) Sampai umur Unsur hara yang hilang (kg/ha) N P K Ca Mg 0,25 0,0003 0,11 0,21 0,01 0,52 0,0005 0,20 0,37 0,02 0,68 0,0006 0,24 0,44 0,02 0,83 0,0007 0,28 0,54 0,03 0,95 0,0008 0,32 0,61 0,03 0,85 1,53 2,20 2,89 3,53 0,13 0,24 0,36 0,46 0,57 1,00 1,87 3,12 3,79 4,77 0,52 0,90 1,21 1,45 1,73 0,08 0,14 0,23 0,28 0,37 Kehilangan unsur hara melalui erosi dan aliran permukaan sampai umur 5 tahun pada jenis tanah Inceptisol yang ditanami hibrid E. urograndis sangat kecil yaitu sebesar 4,48 kg N/ha, 0,57 kg P/ha, 5,09 kg K/ha, 2,34 kg Ca/ha dan 0,40 kg Mg/ha. Hal ini menandakan bahwa hibrid E. urograndis yang di tanam di Aek Nauli dengan perlakuan berdasarkan SOP yang berlaku saat ini (lihat sub bab teknik silvikultur) tidak menyebabkan erosi dan aliran permukaan tinggi. Dapat disimpulkan bahwa penurunan kandungan hata tanah dari rotasi 1 ke rotasi 2 yang terjadi di lahan bertegakan hibrid E. urograndis tidak disebabkan oleh erosi dan aliran permukaan. Secara keseluruhan dari hasil-hasil penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa penurunan volume atau biomassa termanfaatkan yang dihasilkan

63 125 disebabkan oleh penurunan kualitas tapak yang dicirikan oleh menurunnya kandungan hara N 24%, hara K 16%, hara Ca 6% dan hara Mg 16%, sedangkan penurunan kualitas tapak lebih disebabkan karena jumlah hara yang masuk ke lahan lebih kecil dari jumlah hara yang keluar. Model Dinamika Neraca Hara Pada Hutan Tanaman Hibrid Eucalyptus urograndis Model merupakan gambaran secara abstrak dari keadaan sebenarnya atau penyederhanaan realita sistem kompleks dimana hanya faktor-faktor dominan atau komponen yang relevan dari masalah yang dianalisis diikutsertakan (Mulyono 1997 dalam Wasis 2006). Model adalah contoh sederhana dari sistem dan menyerupai sifat-sifat sistem yang dipertimbangkan, tetapi tidak sama dengan sistem. Penyederhanaan dari sistem sangat penting agar dapat dipelajari secara seksama. Sistem yang berhubungan antara tapak dan tanaman sangat komplek, maka untuk mempelajari neraca hara dapat dilakukan dengan cara penyederhanaan yaitu melalui pemodelan. Model dinamika neraca hara hutan tanaman hibrid E. urograndis bertujuan untuk memprediksi kondisi neraca unsur hara makro selama periode waktu 25 tahun sehingga dapat mengetahui prediksi apa yang akan terjadi akibat penebangan terhadap kualitas tapak dalam mendukung produktivitas yang berkelanjutan. Perhitungan neraca hara dalam penelitian ini dilakukan melalui pendekatan model dari input parameter hasil pengukuran data di lapangan (sub bab pertumbuhan dengan hasil dan sub bab kualitas tapak) ditambah dengan dari hasil penelitian terdahulu sebagai asumsi. Beberapa asumsi dalam pembuatan model adalah : 1. Besaran erosi dan aliran permukaan antar rotasi sama. 2. Berat kering akar 25% dari berat total bagian atas tegakan (Hairiah dan Rahayu (2007), sedangkan kadar hara akar sebesar 1,65 mg/kg N; 0,11 mg/kg P; 1,78 mg/kg; dan kadar Ca dan Mg pada akar sebesar 0,214 % dan 0,039 % diambil dari hasil penelitian untuk jenis E. grandis ( Xu et al dan Toit et al. 2004).

64 Laju dekomposisi batang diameter < 5cm, cabang, akar sama dengan laju dekomposisi ranting yaitu 2 kali laju dekomposisi serasah (Arunachalam dan Singh 2004) 4. Kadar hara semua bagian tegakan dan tapak diasumsikan mengikuti nilai minimum hingga maksimum kadar hara hasil pengukuran dalam hasil penelitian ini (kadar hara tidak berubah). 5. Kehilangan hara saat penyiapan lahan sama dengan hilangnya hara melalui erosi dan aliran permukaan selama 2 bulan kegiatan penyiapan lahan sebelum tanam dengan rata-rata sebanyak 0,37 kg N/ha; 0,04 kg P/ha; 0,34 kg K/ha; 0,16 kg Ca/ha dan 0,03 kg Mg/ha. 6. Penambahan unsur hara tertentu tidak mempengaruhi unsur hara yang lain. 7. Proses pembentukan tanah dari pelapukan bahan induk diasumsikan tidak terjadi. Diagram Umpan Balik Dalam penelitian ini diagram umpan balik didasari dan dimodifikasi dari model dinamika hara N pada tegakan Pinus (Rusdiana 2007). Diagram umpan balik dinamika neraca hara dapat dilihat pada Gambar 47. Pertumbuhan dan biomassa tegakan dipengaruhi oleh kondisi hara dalam tanah. Menurut Indrawan (2000) di alam hara yang terkandung dalam tanah dapat berkurang dan dapat bertambah. Fluktuasi kandungan hara tanah akan dipengaruhi oleh hara dari produksi serasah yang jatuh selama tegakan tumbuh melalui proses pelapukan, dari proses pelapukan sisa tebangan dan dari tambahan hara yang diberikan pada lahan baik melalui pemupukan, penerapan bioteknologi maupun melalui teknik silvikultur intensif (persiapan lahan, pemeliharaan dan penerapan teknologi). Ini semua diekspresikan melalui pemodelan perhitungan neraca hara. Neraca unsur hara dari suatu ekosistem dapat dihitung berdasarkan unsur hara yang masuk ke dalam tanah diukur sebagai penambahan (fluks positip) dan unsur hara yang keluar dari tanah diukur sebagai pengurangan (fluks negatip).

65 Gambar 47 Diagram umpan balik neraca hara lahan bertegakan hibrid E. urograndis. 127

66 128 Dalam penelitian ini yang termasuk unsur hara yang masuk ke dalam tanah adalah unsur hara dari sisa tebangan yang ditinggalkan di lantai hutan (batang diameter <5cm, cabang, ranting, daun, bunga, buah dan akar), unsur hara dari serasah yang jatuh ke lantai hutan dan unsur hara dari pemupukan yang diberikan saat tanaman masih muda, sedangkan unsur hara yang keluar dari lahan adalah unsur hara dari hasil panen yang diangkut ke pabrik, unsur hara yang terbawa oleh erosi dan aliran permukaan serta unsur hara yang keluar saat kegiatan penyiapan lahan dilakukan. Besaran kandungan hara pada setiap parameter di atas untuk rotasi 1 dan 2 dapat dilihat pada Lampiran 9. Diagram Alir Deskripsi model hanya menampilkan parameter-parameter yang akan mempengaruhi parameter penting yang ada dalam diagram umpan balik. Diagram alir utama mengenai dinamika neraca hara serta skenario perbaikan hara tanah, disajikan pada Gambar 48, sedangkan diagram alir untuk model keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 14. Gambar 48 Diagram alir neraca hara dalam tegakan hibrid E. urograndis Neraca hara dapat menggambarkan kondisi kualitas hara tanah sepanjang daur tanaman. Dari Gambar 48 terlihat bahwa neraca hara ditentukan oleh besaran hara yang masuk ke lahan dan hara yang keluar dari suatu lahan. Hara masuk

67 129 ditentukan melalui jumlah produksi serasah selama tegakan tumbuh dan dari sisa tebangan yang ditinggalkan di lapangan. Keduanya akan termineralisasi secara bertahap tergantung pada laju dekomposisi. Selain itu, pemberian input hara yang dilakukan pihak manajemen dalam memelihara tegakan akan menambah jumlah asupan hara ke lahan pada awal penanaman. Hara keluar dipengaruhi oleh besaran hara yang terkandung dalam kayu hasil panen, erosi dan aliran permukaan yang membawa sejumlah unsur hara keluar lahan, dan oleh kegiatan saat persiapan lahan dilakukan. Neraca Hara HTI Hibrid Eucalyptus urograndis Jordan (1985) dan Mackensen (2000a) menyatakan bahwa budget atau neraca unsur hara dari suatu ekosistem dapat dihitung berdasarkan unsur hara yang masuk ke dalam tanah yang diukur sebagai penambahan dan unsur hara yang keluar dari tanah diukur sebagai pengurangan. Jika neraca hara seimbang, maka kesuburan lahan dan produktivitas mantap dan stabil. Jika neraca hara positip, maka lebih banyak unsur hara yang diperoleh dari pada yang hilang. Artinya akan menyebabkan pengakumulasian unsur hara dalam jangka panjang, sehingga kesuburan dan produktivitas sistem akan semakin tinggi. Jika neraca hara negatip menunjukkan kehilangan unsur hara yang lebih besar daripada hara yang masuk sehingga akan menyebabkan jumlah persediaan unsur hara berkurang di dalam tanah dan kesuburan lahan menurun yang akan berakibat pada penurunan produktivitas tegakan hutan. Berdasarkan hasil pengukuran semua variabel hara masuk (litterfall, sisa tebangan, laju dekomposisi, pemupukan) dan hara yang keluar sistem (panen, erosi, aliran permukaan, penyiapan lahan) pada rotasi 1 dan 2 di lapangan serta hasil penelitian terdahulu, maka didapat kondisi neraca hara pada saat ini (pada awal simulasi). Neraca hara rotasi berikutnya ditentukan oleh neraca hara rotasi sebelumnya dan teknik silvikultur yang diterapkan managemen pada periode tersebut. Skenario yang digunakan dalam simulasi di atas yaitu daur tebang yang terdiri dari daur tebang 5 tahun sebagai kontrol, daur tebang 6 tahun dan daur tebang 7 tahun.

68 130 Hasil simulasi prediksi neraca hara N, P, K, Ca dan Mg setelah tebang habis dilakukan disajikan pada Gambar 49 sampai Gambar 53 dengan persamaanpersamaan model yang dapat dilihat pada Lampiran 15. Keterangan : 1 = daur 5 tahun; 2= daur 6 tahun; 3= daur 7 tahun Gambar 49 Dinamika neraca hara Nitrogen. Keterangan : 1 = daur 5 tahun; 2= daur 6 tahun; 3= daur 7 tahun Gambar 50 Dinamika neraca hara Fosfor.